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Harmonische Wellen beschreiben

Fünf Abituraufgaben, in denen du Momentaufnahmen und Oszillogramme von Seil-, Wasser- und Meereswellen auswertest.

1

Eine Welle auf dem Gummiseil

AFB

An einem langen, gespannten Gummiseil wird eine harmonische Welle erzeugt, die in positive \(x\)-Richtung läuft. Eine Kamera fotografiert das ganze Seil zur Zeit \(t=0\) (M1); gleichzeitig zeichnet ein Sensor die Auslenkung des Seilpunkts bei \(x=0\) über der Zeit auf (M2).

M1Foto des Seils bei t = 0
00,20,40,60,811,21,41,6−4−2024x in my in cm
M2Seilpunkt bei x = 0
00,050,10,150,20,250,30,350,4−4−2024t in sy in cm
  1. Gib an, welches Diagramm die Wellenlänge und welches die Periodendauer liefert.
  2. Lies aus M1 und M2 die Wellenlänge, die Periodendauer und die Amplitude ab.
  3. Berechne die Frequenz und die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Welle.
  4. Bestimme, um welche Strecke sich ein Wellenberg in \(0{,}10\ \mathrm s\) weiterbewegt und welche Auslenkung der Seilpunkt bei \(x=0{,}20\ \mathrm m\) zur Zeit \(t=0{,}10\ \mathrm s\) hat.
2

Ein Tsunami aus dem All vermessen

AFB
3

Videoanalyse einer Wasserwelle

AFB
4

Zwei Drucksensoren im Hafenbecken

AFB
5

Hängt die Geschwindigkeit von der Wassertiefe ab?

AFB