Du musst eigentlich immer nur die 3-Finger-Regel (Linke Hand, weil neg. Ladungen) anwenden. Überleg dir, wohin der Strom fließt, ob das Magnetfeld senkrecht dazu ist (damit ist in der linken Abb ja schonmal alles raus, da wirkt keine Kraft) und zeichne dann die Kraftpfeile ein.

Hast du ja so gemacht. Fertig.

Ich kann dir einen Ansatz geben, aber rechnen darfst du selbst ;)

Der Wagen besitzt eine kin. Energie an A, da er ja fährt. Die kannst du ausrechnen.
Er hat da auch eine Potentielle Energie, weil er ja oben steht. Kannst du auch ausrechnen.

B) etzt fährt er da runter, das heißt er wandelt seine pot. Energie in kin. Energie um. Die komplette pot. Energie in dem Fall addierst du also zur kin. Energie dazu. Jetzt kannst du wieder die Formel umstellen und aus kin. Energie die Geschwindigkeit berechnen.

A) Jetzt fährt er wieder hoch, d.h. die kin. Energie wird in pot. Energie umgewandelt (jetzt mit der neuen Höhe), du ziehst den Betrag der umgewandelten pot. Energie wieder von der kin. Energie in B ab und rechnest wieder die dann noch übrige Geschwindigkeit aus.

Hoffe, das hilft dir :) viel Spaß

a)

Du hast ja hier einen unelastischen Stoß. Dabei gilt für die Geschwindigkeit der beiden Fahrzeuge nach dem Stoß v‘ die Formel:

v‘ = ( m1*v1 + m2*v2 ) / (m1 + m2)

Wie man darauf kommt, müsstet ihr gemacht haben, ansonsten nimm sie einfach als gegeben, dann müsste Sie euch im Test auch gegeben werden… oder frag nochmal ;)

dann kommst du zum Ergebnis für die Geschwindigkeit.

b)

Der proz. Energieverlust ist letztendlich kein Verlust (sonst würde der Energieerhaltungssatz ja nicht mehr gelten, das würde die Ganze Physik auf den Kopf stellen) sondern die Umwandlung der Bewegungsenergie in Verformungsenergie (da Die Fahrzeuge sich ja verhaken und verformen).

Darauf kommst du dann vor dem Stoß wie nach dem Stoß mit der Formel:

Ekin = 1/2 m * (v)^2

Dabei setzt du vor dem Stoß für v dann v1 + v2 ein und nach dem Stoß das v‘ aus a)

c)

Die gerade ausgerechnete Energie ist über die folgende Formel mit der Kraft verknüpft:

E = F * s (also Kraft mal Strecke)

Es gilt auch:

E = p * t mit p = m*v

damit hast du

F * s = m*v * t

F= (m*v*t*) / (s)

Probier das mal aus, sonst beschwer dich ruhig… ich habs jetzt nicht nachgerechnet…

Auf die Lösungen am Rand komme ich auch, allerdings fehlt bei dir der komplette Rechenweg. Mein Physiklehrer würde hier Punkte abziehen ;)

Daher soll dazu der Rechenweg folgen:

ich weiß nicht wie wir den fs und Ts beim a) berechnet haben

Du kannst dir die Schwebung ja als Linie denken, die diese Schwingung einhüllt, die also sich wie so ein leichtes Tuch oben (bzw. unten) auf die Schwingung drauflegt.

Diese Linie hat jetzt eine andere Frequenz als die Schwingung selbst. Diese Frequenz kannst du herausfinden, indem du erstmal die Periodendauer (Ts) ausmisst. Für die Schwebung sollten das ca. 4 div sein, also umgerechnet Ts = 4*5 ms = 20 ms

Die Frequenz fs beschreibt die Anzahl der Perioden/Schwingungen der Schwebung pro Sekunde, das heißt ihre Formel ist fs = 1/Ts = 50 1/s

Achtung: beim Eingeben in den Taschenrechner immer mit den Grundeinheiten rechnen, also für T auch 0,02 s und nicht 20 ms eigeben!

[Einheit 1/s (EinsDurchSekunde) oder s^-1 (SekundeHochMinusEins), weil die Anzahl pro Sekunde beschrieben wird (Anzahlen immer ohne Einheit, daher die 1)]

Deine Werte haben also gestimmt, das ist der Weg dahin.

beim b) wie wir den T rechnen und f.

So wie ich das sehe habt ihr hier angenommen, dass die Periodendauer T der Schwingung (jetzt der tatsächlich aufgezeichneten Schwingung dieses Tones, nicht mehr der Schwebung) T = 1/3 div sind (also = 1/3*5 ms). Ich würde zwar anhand des Diagramms eher von 1/2 div ausgehen, aber meinetwegen rechnen wir mit den 1/3 div.

Wie du die abliest ist hoffentlich klar. Immer von einem Maximum zum nächsten oder von einem Nulldurchgang zum übernächsten!

Dann hast du also T abgelesen und ausgerechnet T = 1,67 ms

Für f wieder die gleiche Formel: f = 1/T = 1/1,67 ms = 600 Hz

... und fertig. Bei Aufgabe c) gehe ich davon aus, dass ihr irgendwann diese Formel hergeleitet habt (ansonsten schau mal im Physikbuch), dann musst du da ja nur noch umstellen, Werte einsetzen und ausrechnen. Viel Erfolg!

Ich werde mich mal daran versuchen:

Gegeben sind:

Richtgröße (oder auch Federkonstante) D = 60 mN/cm = 6N/m

Masse m = 0,0547 kg

max. Auslenkung ymax = 0,1 m

Phasenwinkel φ0 = -π/2

a) T = 2π * √m/D musst du nur die Werte einsetzen!

T = 2π * √ 0,0547kg / 6N/m = 3,5996s

Damit erhälst du f:

f = 1/T = 1/3,5996s = 0,278 1/s

b) hast du ja eigentlich da stehen! Die Zeichnung beschreibt genau das. Zum Zeitpunkt T=0 ist die Feder ganz nach unten ausgelent, dann schwingt sie hin und her.

Die Formel y(t) = ymax * sin(ωt + φ0) beschreibt die Schwingung:

Auslenkung zur Zeit t = max. Auslenkung (ymax) * sinus (Kreisfrequenz ω * Zeit t + Phasenwinkel φ0)

Dieser Phasenwinkel φ0 beschreibt, dass schon zum Zeitpunkt t = 0 die Auslenkung maximal ist, weil du da ja loslässt! Deshalb beträgt der -π/2 (der Graph ist um eine Viertelperiode nach links geschoben (halbe Periode ist π, ganze Periode 2π)

c) vmax = +- ω * ymax hast du da stehen.

Darauf kommt man folgendermaßen:

Wir wissen: v(t) = y'(t) --> Ableitung

v(t) = ymax * ω * cos (ωt + φ0)

Beim Nulldurchgang ist dieser cosinus = 1, da der angegebene Winkel (ωt + φ0) dann genau 0° werden.

Damit gilt hier: v(t) = ymax * ω * 1

Dann wieder einsetzen und ausrechnen.

Rest folgt später. Ich hoffe das hilft schonmal.

Hi, ich lerne gerade fürs Physik Abi, hoffe ich kann dir da helfen....

Ich erkläre das jetzt anhand von dem ersten (linken) Graphen! Werte sind gerundet!

Also a) sieht doch schon mal gut aus. ymax = 2,4mm = 0,0024m

b) T hast du fast richtig abgelesen, aber du musst immer zwischen zwei "gleichen" Punkten messen! Also z.B. zwischen Nulldurchgang bei 0 μs und dem Nulldurchgang bei 480 μs (erst dieser, weil der in die gleiche Richtung, nach oben ist). --> Siehe Bild! Also ist die Periode T = 480 μs.

Stell dir da einfach immer ein Pendel vor: Du misst die Zeit, die es braucht, um einmal hin und wieder her zu schwingen.

c) ist dann einfach zu berechnen mit f = 1/T, weil du ja mit der Frequenz die Anzahl der Schwingungen pro Sekunde angibst. f = 1/480 μs = 1/480*10⁻⁶s = 2083,3 Hz

d) Das Elongations-Zeit-Gesetz beschreibt, wie weit z.B. dein Pendel in welche Richtung (positiv oder negativ) ausgelenkt ist. Da du ja eine periodische Schwingung hast (die Funktion ähnelt stark der Sinusfunktion) können wir uns hier den Sinus zu Nutze machen:

y(t) = ymax * sin(ω*t) beschreibt das. In Worten: Die Auslenkung (Amplitude) y zur Zeit t ist: die max. Auslenkung mal den Sinus der Kreisfrequenz Omega ω mal der Zeit t.

du erhälst ω aus ω = 2π/T = 2π*f =2π * 2083,3 Hz = 13090,0 1/s

also gilt: y(t) = - 0,0024m * sin(13090 1/s * t)

Das Minus ist jetzt da, weil zuerst zum Zeitpunkt t = 0 nach unten ausgelenkt wird!

passt also!

e) ist das Geschw.-Zeit-Gesetz gefordert. Dieses lautet allgemein: v(t) = y'(t) also die Ableitung des Elongations-Zeit-Gesetzes:

y(t) = ymax * sin(ω*t) | ableiten

y'(t) = - ymax * ω * cos(ω*t)

y(t) = - 0,0024m * sin(13090 1/s * t) | ableiten

y'(t) = - 0,0024m * 13090 1/s * cos(13090 1/s * t)

f) hier ist nun das Beschleunigungs-Zeit-Gesetz gefordert, was die zweite Ableitung von y(t) ist, also die Ableitung von v(t), also:

a(t) = v'(t) = y''(t)

y(t) = ymax * sin(ω*t) | ableiten (sin wird zu cos, ω davor)

y'(t) = - ymax * ω * cos(ω*t) | ableiten (cos wird zu -sin, ω davor, zweimal - ergibt +)

y''(t) = ymax * ω^2 * sin(ω*t)

a(t) = 0,0024m * [13090 1/s]^2 * sin(13090 1/s * t)

g) Der Phasenwinkel ist das, was wir als ω*t beschrieben haben. Zum Zeitpunkt t = T/6 gilt also:

φ = ω*t = 2π*f*t = 2π*1/T*t

φ = 2π * 1/480 μs * 480 μs/6 = 1/3π

Damit sollten alle Aufgaben für (1) hoffentlich richtig gelöst sein. Für (2) kannst du das ja jetzt selber probieren!

Achte bitte immer darauf, dass du Werte wie 480 μs in die Grundeinheiten (also hier s) umrechnest, bevor du sie in den Taschenrechner eingibst! Die griechischen Buchstaben (wie μ) kann man immer auch als Zehnerpotenzen schreiben:

1 μs ist z. B. = 1 * 10^-6 s