1.1AFB I
Was versteht man unter der Amplitude \(\hat y\) einer Schwingung?
Beantwortet:
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So arbeiten Sie mit dem Selbsttest
Der Test enthält 36 Fragen aus den sechs Unterkapiteln des Themas Schwingungen — je Thema sechs Fragen mit vier Antwortmöglichkeiten. Sie beantworten die Fragen nacheinander und erhalten sofort eine Erklärung. Am Ende steht eine Auswertung nach Themen mit einer Empfehlung, welches Unterkapitel Sie wiederholen sollten.
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Thema 1
4.1.1 Schwingungen beschreiben
6 Fragen1.2AFB I
Ein Pendel braucht für eine vollständige Schwingung \(T=0{,}5\,\mathrm s\). Berechnen Sie die Frequenz \(f\).
1.3AFB II
Lesen Sie die Periodendauer aus dem Weg-Zeit-Diagramm ab und berechnen Sie daraus die Frequenz \(f\).
1.4AFB II
Eine Federschaukel bewegt sich zwischen ihrem tiefsten und ihrem höchsten Punkt insgesamt \(8{,}0\,\mathrm{cm}\) auf und ab. Bestimmen Sie die Amplitude \(\hat y\).
1.5AFB I
Welche Größe ändert sich während einer ungedämpften Schwingung ständig?
1.6AFB II
Warum stoppt man im Experiment nicht eine einzelne Periode, sondern 20 Perioden und teilt die Zeit anschließend durch 20?
Thema 2
4.1.2 Harmonische Schwingungen
6 Fragen2.1AFB I
Wann nennt man eine Schwingung harmonisch?
2.2AFB II
Welches der beiden Diagramme gehört zu einer harmonischen Schwingung?
2.3AFB I
Was bedeutet das Minuszeichen im Kraftgesetz \(F=-D\cdot y\)?
2.4AFB II
Eine harmonische Schwingung hat die Periodendauer \(T=2{,}0\,\mathrm s\). Berechnen Sie die Kreisfrequenz \(\omega\).
2.5AFB II
Eine harmonische Schwingung hat \(\hat y=5{,}0\,\mathrm{cm}\) und \(T=2{,}0\,\mathrm s\). Welche Auslenkung liegt zum Zeitpunkt \(t=0{,}5\,\mathrm s\) vor?
2.6AFB I
Welcher Zusammenhang besteht zwischen der Kreisfrequenz \(\omega\) und der Frequenz \(f\)?
Thema 3
4.1.3 Der Zeigerformalismus
6 Fragen3.1AFB I
Wofür steht die Länge des rotierenden Zeigers?
3.2AFB II
Der abgebildete Zeiger steht senkrecht nach oben \((\varphi=90^\circ)\). Welche Aussage über den schwingenden Körper trifft zu?
3.3AFB I
Welcher Phasenwinkel entspricht genau einer vollständigen Schwingung?
3.4AFB II
Ein Zeiger der Länge \(\hat y=4{,}0\,\mathrm{cm}\) hat sich um \(\varphi=30^\circ\) gedreht. Berechnen Sie die Auslenkung \(y\).
3.5AFB II
Der Zeiger dreht sich gleichmäßig. Was folgt daraus für seine Projektion?
3.6AFB II
Eine Schwingung hat \(T=2{,}0\,\mathrm s\), zum Zeitpunkt \(t=0\) ist \(\varphi=0\). Um welchen Phasenwinkel hat sich der Zeiger nach \(t=0{,}25\,\mathrm s\) gedreht?
Thema 4
4.2.1 Das Feder-Masse-Pendel
6 Fragen4.1AFB I
Von welchen Größen hängt die Schwingungsdauer eines Feder-Masse-Pendels ab?
4.2AFB II
Berechnen Sie die Schwingungsdauer des abgebildeten Feder-Masse-Pendels.
4.3AFB II
Sie hängen die vierfache Masse an dieselbe Feder. Wie ändert sich die Schwingungsdauer?
4.4AFB II
Sie ersetzen die Feder durch eine härtere (größeres \(D\)), die Masse bleibt gleich. Was beobachten Sie?
4.5AFB II
Sie lenken dasselbe Federpendel doppelt so weit aus. Wie wirkt sich das auf die Schwingungsdauer aus?
4.6AFB II
In welcher Reihenfolge werten Sie \(T=2\pi\sqrt{\dfrac{m}{D}}\) mit dem Taschenrechner aus?
Thema 5
4.2.2 Das Fadenpendel
6 Fragen5.1AFB I
Von welchen Größen hängt die Schwingungsdauer eines Fadenpendels ab?
5.2AFB II
Beide abgebildeten Pendel haben die Länge \(l=1{,}0\,\mathrm m\), tragen aber verschieden schwere Körper. Vergleichen Sie ihre Schwingungsdauern.
5.3AFB II
Berechnen Sie die Schwingungsdauer eines Fadenpendels der Länge \(l=1{,}0\,\mathrm m\) \((g=9{,}81\,\tfrac{\mathrm m}{\mathrm s^2})\).
5.4AFB II
Ein Fadenpendel wird auf die vierfache Länge verlängert. Wie ändert sich die Schwingungsdauer?
5.5AFB I
Unter welcher Bedingung gilt die Formel \(T=2\pi\sqrt{\dfrac{l}{g}}\)?
5.6AFB III
Sie messen an einem Fadenpendel die Schwingungsdauer \(T\) und kennen die Pendellänge \(l\). Welche Größe können Sie daraus bestimmen?
Thema 6
4.2.3 Der Schwingkreis
6 Fragen6.1AFB I
Welche Bauteile bilden den abgebildeten Schwingkreis?
6.2AFB I
Der Kondensator eines Schwingkreises ist gerade voll geladen. Welche Aussage trifft zu?
6.3AFB II
Ein Schwingkreis hat \(L=10\,\mathrm{mH}\) und \(C=1{,}0\,\mathrm{\mu F}\). Welche Werte setzen Sie in die Thomson-Gleichung ein?
6.4AFB II
Berechnen Sie mit der Thomson-Gleichung die Schwingungsdauer für \(L=10\,\mathrm{mH}\) und \(C=1{,}0\,\mathrm{\mu F}\).
6.5AFB II
Derselbe Schwingkreis hat die Schwingungsdauer \(T=0{,}63\,\mathrm{ms}\). Berechnen Sie die Frequenz.
6.6AFB II
Welche mechanische Größe entspricht in der Analogie zum Feder-Masse-Pendel der Induktivität \(L\)?