Physik · Klasse 10 · Kapitel

Mechanische Schwingungen und Wellen

EntdeckenDie Frage zum Kapitel

Warum schwingt eine Schaukel bei kleinem und großem Ausschlag fast gleich schnell?

Schreib eine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Für die Lehrkraft: Bei kleinen Winkeln hängt die Schwingungsdauer eines Pendels nicht vom Ausschlag ab, sondern nur von seiner Länge. Christiaan Huygens baute darauf 1656 die erste Pendeluhr. Eine Schaukel von 3 Metern Länge braucht für einen Hin- und Rückweg rund 3,5 Sekunden. Quelle: Christiaan Huygens, Horologium, 1658 (Pendeluhr); Rechnung Schwingungsdauer = 2 pi mal Wurzel aus Länge durch 9,81

Entdecken Frage, Vorstellung, Bild
Merken kommt ins Heft
Beispiel vorgerechnet, Schritt für Schritt
Üben selbst rechnen
Achtung typischer Fehler
Weiterdenken zum Knobeln und Vernetzen

○ mit Starthilfe, ● für alle, ★ zum Weiterdenken. Du wählst mindestens eine ★-Aufgabe. Du rechnest ins Heft.

1Ich beschreibe eine Schwingung mit Amplitude und Periodendauer.

EntdeckenFrage

Warum schwingt eine Schaukel bei kleinem und großem Ausschlag fast gleich schnell?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Bei kleinen Winkeln hängt die Schwingungsdauer eines Pendels nicht vom Ausschlag ab, sondern nur von seiner Länge. Christiaan Huygens baute darauf 1656 die erste Pendeluhr. Eine Schaukel von 3 Metern Länge braucht für einen Hin- und Rückweg rund 3,5 Sekunden.

MerkenSchwingung

Eine Schwingung ist eine Bewegung, die sich regelmäßig wiederholt.

Die Amplitude ist die größte Auslenkung.

BeispielSchwingungsbild ablesen

Ein Mikrofon nimmt den Ton einer Gitarre auf. Das Bild zeigt die Schwingung. Wie lange dauert eine Schwingung? Berechne mit Einheit.

Schritt für Schritt

Zähl, wie viele ganze Schwingungen auf die Zeitachse passen.
4 Schwingungen dauern zusammen 12 ms
T = 12 ms : 4 = 3 ms

Zähl, wie viele ganze Schwingungen auf die Zeitachse passen.
4 Schwingungen dauern zusammen 12 ms
T = 12 ms : 4 = 3 ms

Ergebnis:

3 ms

ÜbenJetzt du

○1
Ein Mikrofon nimmt den Ton einer Klarinette auf. Das Bild zeigt die Schwingung. Wie lange dauert eine Schwingung? Berechne mit Einheit.
So fängst du an:
Zähl, wie viele ganze Schwingungen auf die Zeitachse passen.
Lösung zeigen
1. Zähl, wie viele ganze Schwingungen auf die Zeitachse passen.
2. 5 Schwingungen dauern zusammen 6 ms
3. T = 6 ms : 5 = 1,2 ms
Ergebnis:
1,2 ms
●2
Ein Mikrofon nimmt eine Flötennote auf. Das Bild zeigt die Schwingung. Wie groß ist die Periodendauer T? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
1. Zähl, wie viele ganze Schwingungen auf die Zeitachse passen.
2. 5 Schwingungen dauern zusammen 40 ms
3. T = 40 ms : 5 = 8 ms
Ergebnis:
8 ms
★3
Ein Mikrofon nimmt einen Summer auf. Das Bild zeigt die Schwingung. Lies die Periodendauer ab. Welche Frequenz hat der Ton?
Lösung zeigen
1. Erst T über mehrere Schwingungen ablesen, dann f = 1 : T
2. T = 15 ms : 3 = 5 ms = 0,005 s
3. f = 1 : 0,005 s = 200 Hz
Ergebnis:
200 Hz

2Ich rechne zwischen Frequenz und Periodendauer um.

EntdeckenFrage

Mit welcher Frequenz schwingt der Ton, nach dem sich ein Orchester stimmt?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Das eingestrichene a hat 440 Hertz: Die Luft schwingt 440-mal pro Sekunde. Die Schwingungsdauer ist 1 geteilt durch 440, also rund 0,0023 Sekunden. Diesen Stimmton legte eine internationale Norm 1955 fest.

MerkenFrequenz

f = 1 : T, in Hertz. 50 Hz heißt fünfzig volle Schwingungen je Sekunde.

BeispielFrequenz aus der Periodendauer

Eine Stimmgabel schwingt in 2 s genau 880-mal hin und her. Wie groß ist die Frequenz? Berechne mit Einheit.

Schritt für Schritt

f = Zahl der Schwingungen : Zeit
f = 880 : 2 s
f = 440 Hz

f = Zahl der Schwingungen : Zeit
f = 880 : 2 s
f = 440 Hz

Ergebnis:

440 Hz

AchtungFrequenz und Periodendauer nicht als Kehrwert

So nicht

T = 0,02 s, also f = 0,02 Hz

So richtig

f = 1 : 0,02 s = 50 Hz

Frag, wie viele Schwingungen in eine Sekunde passen: f = 1 : T.

ÜbenJetzt du

○4
Ein Kolibriflügel schwingt in 2 s genau 100-mal hin und her. Wie groß ist die Frequenz? Berechne mit Einheit.
So fängst du an:
f = Zahl der Schwingungen : Zeit
Lösung zeigen
1. f = Zahl der Schwingungen : Zeit
2. f = 100 : 2 s
3. f = 50 Hz
Ergebnis:
50 Hz
●5
Ein Federpendel schwingt mit der Periodendauer T = 0,5 s. Wie groß ist die Frequenz? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
1. f = 1 : T, die Schwingungen je Sekunde
2. f = 1 : 0,5 s
3. f = 2 Hz
Ergebnis:
2 Hz
★6
Eine Stimmgabel schwingt mit der Periodendauer T = 50 ms. Welche Frequenz in Hertz hat der Ton? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
1. f = 1 : T, die Zeit in Sekunden
2. 50 ms = 0,05 s
3. f = 1 : 0,05 s = 20 Hz
Ergebnis:
20 Hz

3Ich untersuche, wovon die Schwingungsdauer eines Pendels abhängt.

EntdeckenFrage

Wie lang muss ein Pendel sein, damit es genau eine Sekunde für einen Weg hin braucht?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Etwa 99,4 Zentimeter, fast ein Meter. Nach dieser Länge eines Sekundenpendels wollte die französische Akademie 1791 zuerst das Meter festlegen, wählte dann aber den Erdumfang. Der Zufall ist nicht ganz zufällig: Die Fallbeschleunigung ist etwa pi zum Quadrat.

MerkenPendel

Die Schwingungsdauer hängt nur von der Fadenlänge ab, nicht von der Masse.

Vierfache Länge bedeutet doppelte Dauer.

BeispielWovon hängt die Pendeldauer ab?

Ein Fadenpendel ist 144 cm lang und braucht 2,4 s für eine Schwingung. Man tauscht eine Kugel gegen eine größere aus Blei, 3-mal so schwer. Wie lange dauert jetzt eine Schwingung?

Schritt für Schritt

Prüf, was sich ändert: nur die Masse, nicht die Länge.
Die Masse ändert die Dauer eines Fadenpendels nicht.
T bleibt 2,4 s

Prüf, was sich ändert: nur die Masse, nicht die Länge.
Die Masse ändert die Dauer eines Fadenpendels nicht.
T bleibt 2,4 s

Ergebnis:

2,4 s

AchtungKomma nur im Teiler verschoben

So nicht

13,76 : 1,72 = 13,76 : 172

So richtig

13,76 : 1,72 = 1376 : 172 = 8

Verschiebe das Komma in beiden Zahlen gleich weit.

ÜbenJetzt du

○7
Ein Fadenpendel ist 121 cm lang und braucht 2,2 s für eine Schwingung. Man tauscht eine Kugel gegen eine größere aus Blei, 3-mal so schwer. Wie lange dauert jetzt eine Schwingung?
So fängst du an:
Prüf, was sich ändert: nur die Masse, nicht die Länge.
Lösung zeigen
1. Prüf, was sich ändert: nur die Masse, nicht die Länge.
2. Die Masse ändert die Dauer eines Fadenpendels nicht.
3. T bleibt 2,2 s
Ergebnis:
2,2 s
●8
Ein Fadenpendel ist 25 cm lang und braucht 1 s für eine Schwingung. Man tauscht eine leichte Kugel gegen eine schwere, 3-mal so schwer. Wie lange dauert jetzt eine Schwingung?
Lösung zeigen
1. Prüf, was sich ändert: nur die Masse, nicht die Länge.
2. Die Masse ändert die Dauer eines Fadenpendels nicht.
3. T bleibt 1 s
Ergebnis:
1 s
★9
Ein Fadenpendel ist 16 cm lang und braucht 0,8 s für eine Schwingung. Der Faden wird auf ein Viertel gekürzt. Wie lange dauert jetzt eine Schwingung? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
1. Viermal so lang heißt doppelte Dauer – das gilt auch rückwärts.
2. Ein Viertel der Länge heißt die halbe Dauer.
3. T = 0,8 s : 2 = 0,4 s
Ergebnis:
0,4 s

4Ich unterscheide Längs- und Querwellen.

EntdeckenFrage

Wandert bei der Welle im Fußballstadion jemand mit oder nur die Bewegung?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Nur die Bewegung. Jede Person steht auf und setzt sich wieder an ihrem Platz, die Welle läuft weiter. Eine Messung fand etwa 12 Meter pro Sekunde und rund 20 Sitze pro Sekunde. Wellen übertragen Energie, aber transportieren keinen Stoff.

MerkenWelle

Eine Welle transportiert Energie, aber keinen Stoff. Die Teilchen schwingen an ihrem Ort.

BeispielPendeldauer messen

Du stoppst ein Fadenpendel. Für 10 Schwingungen braucht es zusammen 24 s. Wie lange dauert eine Schwingung? Berechne mit Einheit.

Schritt für Schritt

Die Zeit für eine Schwingung: Gesamtzeit durch Zahl der Schwingungen
T = 24 s : 10
T = 2,4 s

Die Zeit für eine Schwingung: Gesamtzeit durch Zahl der Schwingungen
T = 24 s : 10
T = 2,4 s

Ergebnis:

2,4 s

AchtungKomma beim Mal oder Durch 10, 100, 1000 falsch verschoben

So nicht

3,5 · 10 = 0,35

So richtig

3,5 · 10 = 35

Frag dich: Wird die Zahl größer oder kleiner? Mit mal 10 wird sie größer.

ÜbenJetzt du

○10
Du stoppst ein Fadenpendel. Für 20 Schwingungen braucht es zusammen 32 s. Wie lange dauert eine Schwingung? Berechne mit Einheit.
So fängst du an:
Die Zeit für eine Schwingung: Gesamtzeit durch Zahl der Schwingungen
Lösung zeigen
1. Die Zeit für eine Schwingung: Gesamtzeit durch Zahl der Schwingungen
2. T = 32 s : 20
3. T = 1,6 s
Ergebnis:
1,6 s
●11
Du stoppst ein Fadenpendel. Für 20 Schwingungen braucht es zusammen 20 s. Wie lange dauert eine Schwingung? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
1. Die Zeit für eine Schwingung: Gesamtzeit durch Zahl der Schwingungen
2. T = 20 s : 20
3. T = 1 s
Ergebnis:
1 s
★12
Ein Fadenpendel braucht für 20 Schwingungen zusammen 8 s. Welche Frequenz hat es? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
1. f = Zahl der Schwingungen : Zeit
2. f = 20 : 8 s
3. f = 2,5 Hz
Ergebnis:
2,5 Hz

5Ich berechne Wellenlängen mit c = λ · f.

EntdeckenFrage

Wie lang ist die Welle des Tons a mit 440 Hertz in der Luft?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Schall breitet sich in Luft mit 343 Metern pro Sekunde aus. Die Wellenlänge ist Geschwindigkeit geteilt durch Frequenz: 343 geteilt durch 440, also etwa 0,78 Meter. Tiefere Töne haben längere Wellen.

MerkenLängs und quer

Bei Längswellen schwingen die Teilchen in Ausbreitungsrichtung (Schall), bei Querwellen senkrecht dazu (Seilwelle).

BeispielWellenlänge: λ = c : f

Ein Lautsprecher erzeugt einen Ton mit 17 Hz. In Luft ist der Schall 340 m/s schnell. Wie groß ist die Wellenlänge? Berechne mit Einheit.

Schritt für Schritt

c = λ · f, umgestellt λ = c : f
λ = 340 m/s : 17 Hz
λ = 20 m

c = λ · f, umgestellt λ = c : f
λ = 340 m/s : 17 Hz
λ = 20 m

Ergebnis:

20 m

ÜbenJetzt du

○13
Eine Orgelpfeife erzeugt einen Ton mit 1000 Hz. In Luft ist der Schall 340 m/s schnell. Wie groß ist die Wellenlänge? Berechne mit Einheit.
So fängst du an:
c = λ · f, umgestellt λ = c : f
Lösung zeigen
1. c = λ · f, umgestellt λ = c : f
2. λ = 340 m/s : 1000 Hz
3. λ = 0,34 m
Ergebnis:
0,34 m
●14
Eine Stimmgabel erzeugt einen Ton mit 34 Hz. In Luft ist der Schall 340 m/s schnell. Wie groß ist die Wellenlänge? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
1. c = λ · f, umgestellt λ = c : f
2. λ = 340 m/s : 34 Hz
3. λ = 10 m
Ergebnis:
10 m
★15
Eine Fledermaus ruft mit 85 kHz. In Luft ist der Schall 340 m/s schnell. Wie viele Zentimeter lang ist eine Welle? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
1. λ = c : f, die Frequenz in Hertz
2. 85 kHz = 85.000 Hz, λ = 340 m/s : 85.000 Hz = 0,004 m
3. 0,004 m = 0,4 cm
Ergebnis:
0,4 cm

6Ich erkläre Resonanz an Beispielen.

EntdeckenFrage

Warum musste eine Brücke in London zwei Tage nach der Eröffnung gesperrt werden?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Die Millennium Bridge begann zu schwanken. Die Fußgänger passten unbewusst ihren Schritt dem Schwanken an und verstärkten es so, ein Fall von Resonanz. Nach rund zwei Jahren Umbau mit Dämpfern wurde sie wieder geöffnet.

Merkenc = λ · f

Ausbreitungsgeschwindigkeit gleich Wellenlänge mal Frequenz.

Höherer Ton heißt kürzere Wellenlänge.

BeispielFrequenz und Geschwindigkeit einer Welle

Der Ton eines Lautsprechers hat die Wellenlänge 0,68 m. Der Schall ist 340 m/s schnell. Welche Frequenz hat der Ton? Berechne mit Einheit.

Schritt für Schritt

c = λ · f, umgestellt f = c : λ
f = 340 m/s : 0,68 m
f = 500 Hz

c = λ · f, umgestellt f = c : λ
f = 340 m/s : 0,68 m
f = 500 Hz

Ergebnis:

500 Hz

Achtung„Teilen macht kleiner“ – auch durch Zahlen unter 1

So nicht

3 : 0,5 = 1,5

So richtig

3 : 0,5 = 6

Frag dich: Wie oft passt die Zahl hinein? Bei Zahlen unter 1 öfter als einmal.

ÜbenJetzt du

○16
Der Ton eines Lautsprechers hat die Wellenlänge 3,4 m. Der Schall ist 340 m/s schnell. Welche Frequenz hat der Ton? Berechne mit Einheit.
So fängst du an:
c = λ · f, umgestellt f = c : λ
Lösung zeigen
1. c = λ · f, umgestellt f = c : λ
2. f = 340 m/s : 3,4 m
3. f = 100 Hz
Ergebnis:
100 Hz
●17
Eine Schallwelle in Luft hat die Wellenlänge 0,5 m. Der Schall ist 340 m/s schnell. Welche Frequenz hat der Ton? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
1. c = λ · f, umgestellt f = c : λ
2. f = 340 m/s : 0,5 m
3. f = 680 Hz
Ergebnis:
680 Hz
★18
Im Wellenbecken sind es vom Wellenberg bis zum nächsten Wellental 10 cm. Die Frequenz ist 3 Hz. Wie schnell laufen die Wellen? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
1. Berg bis Tal ist eine halbe Welle, dann c = λ · f
2. λ = 2 · 10 cm = 20 cm = 0,2 m
3. c = 0,2 m · 3 Hz = 0,6 m/s
Ergebnis:
0,6 m/s

7Ich erkläre Schall als Welle.

EntdeckenFrage

Wie finden Fledermäuse im Dunkeln Beute, ohne etwas zu sehen?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Sie senden Töne mit 20.000 bis über 100.000 Hertz aus, die Menschen nicht hören. Das Echo kommt vom Insekt zurück, aus der Laufzeit schließt die Fledermaus auf den Abstand. Schall ist eine Welle und wird an Gegenständen zurückgeworfen.

MerkenResonanz

Regt man ein System in seiner eigenen Frequenz an, wächst die Amplitude stark.

Das kann nützlich sein – und Brücken zerstören.

BeispielSchall braucht Zeit

Du siehst einen Blitz. Den Donner hörst du 6 s später (v = 340 m/s). Wie weit ist das Gewitter entfernt? Berechne mit Einheit.

Schritt für Schritt

s = v · t, das Licht ist fast sofort da
s = 340 m/s · 6 s
s = 2040 m

s = v · t, das Licht ist fast sofort da
s = 340 m/s · 6 s
s = 2040 m

Ergebnis:

2040 m

ÜbenJetzt du

○19
Über dem See platzt eine Feuerwerksrakete. Den Knall hörst du 7 s später (v = 340 m/s). Wie weit ist die Rakete entfernt? Berechne mit Einheit.
So fängst du an:
s = v · t, das Licht ist fast sofort da
Lösung zeigen
1. s = v · t, das Licht ist fast sofort da
2. s = 340 m/s · 7 s
3. s = 2380 m
Ergebnis:
2380 m
●20
Am Waldrand schlägt jemand mit der Axt auf einen Baum. Den Schlag hörst du 4 s später (v = 340 m/s). Wie weit ist der Baum entfernt? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
1. s = v · t, das Licht ist fast sofort da
2. s = 340 m/s · 4 s
3. s = 1360 m
Ergebnis:
1360 m
★21
Ein Gewitter ist 2,38 km entfernt. Du siehst den Blitz (v = 340 m/s). Nach wie vielen Sekunden hörst du den Donner? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
1. t = s : v, der Weg in Metern
2. 2,38 km = 2380 m
3. t = 2380 m : 340 m/s = 7 s
Ergebnis:
7 s

Vermischte Übungen

Alles durcheinander – wie in der Arbeit. Überleg bei jeder Aufgabe zuerst: Welches Ziel ist das?

Üben

●22
Ein Mikrofon nimmt den Ton einer Stimmgabel auf. Das Bild zeigt die Schwingung. Wie lange dauert eine Schwingung? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
1. Zähl, wie viele ganze Schwingungen auf die Zeitachse passen.
2. 3 Schwingungen dauern zusammen 24 ms
3. T = 24 ms : 3 = 8 ms
Ergebnis:
8 ms
●23
Eine Gitarre spielt zwei Töne. Das Bild zeigt beide, gleich lange aufgenommen. Welcher Ton ist lauter? Begründe mit dem Bild.
Lösung zeigen
1. Für die Lautstärke zählt, wie groß der Ausschlag ist.
2. Ton B hat mehr Schwingungen, die Ausschläge sind gleich groß.
3. Also: Gleich laut: Beide schlagen gleich weit aus.
Ergebnis:
Gleich laut: Beide schlagen gleich weit aus.
●24
Eine Gitarrensaite schwingt in 2 s genau 220-mal hin und her. Wie groß ist die Frequenz? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
1. f = Zahl der Schwingungen : Zeit
2. f = 220 : 2 s
3. f = 110 Hz
Ergebnis:
110 Hz
●25
Eine Boje auf den Wellen schwingt mit der Frequenz 0,25 Hz. Wie lange dauert eine Schwingung? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
1. T = 1 : f, die Zeit für eine Schwingung
2. T = 1 : 0,25 Hz
3. T = 4 s
Ergebnis:
4 s
●26
Ein Fadenpendel ist 16 cm lang und braucht 0,8 s für eine Schwingung. Man tauscht eine leichte Kugel gegen eine schwere, 3-mal so schwer. Wie lange dauert jetzt eine Schwingung?
Lösung zeigen
1. Prüf, was sich ändert: nur die Masse, nicht die Länge.
2. Die Masse ändert die Dauer eines Fadenpendels nicht.
3. T bleibt 0,8 s
Ergebnis:
0,8 s
●27
Du stoppst ein Fadenpendel. Für 10 Schwingungen braucht es zusammen 18 s. Wie lange dauert eine Schwingung? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
1. Die Zeit für eine Schwingung: Gesamtzeit durch Zahl der Schwingungen
2. T = 18 s : 10
3. T = 1,8 s
Ergebnis:
1,8 s

Auf einen Blick

MerkenDas Wichtigste

Schwingung: Eine Schwingung ist eine Bewegung, die sich regelmäßig wiederholt.
Frequenz: f = 1 : T, in Hertz. 50 Hz heißt fünfzig volle Schwingungen je Sekunde.
Pendel: Die Schwingungsdauer hängt nur von der Fadenlänge ab, nicht von der Masse.
Welle: Eine Welle transportiert Energie, aber keinen Stoff. Die Teilchen schwingen an ihrem Ort.
Längs und quer: Bei Längswellen schwingen die Teilchen in Ausbreitungsrichtung (Schall), bei Querwellen senkrecht dazu (Seilwelle).
c = λ · f: Ausbreitungsgeschwindigkeit gleich Wellenlänge mal Frequenz.
Resonanz: Regt man ein System in seiner eigenen Frequenz an, wächst die Amplitude stark.

AchtungFrequenz und Periodendauer gleichgesetzt

So nicht

f = 4 Hz → T = 4 s

So richtig

T = 1 : f = 1 : 4 Hz = 0,25 s

Sie sind Kehrwerte: f = 1 : T. Bei 2 Hz dauert eine Schwingung eine halbe Sekunde.

Achtungλ und f verwechselt

So nicht

c = 340 m/s, f = 170 Hz → λ = 340 · 170 = 57 800 m

So richtig

λ = c : f = 340 m/s : 170 Hz = 2 m

c = λ · f. Wer c durch λ statt durch f teilt, bekommt eine Frequenz, wo eine Länge stehen sollte.

AchtungPendel hängt von der Masse ab

So nicht

Doppelte Masse am Pendel → doppelte Schwingungsdauer

So richtig

T bleibt gleich. Nur die Länge zählt: vierfache Länge → T · 2

Tut es nicht. Nur die Fadenlänge zählt – genau das ist die Erkenntnis des Versuchs.

Kannst du das?

Je Ziel eine Aufgabe. Rechne sie ins Heft, dann kreuz ehrlich an. Keine Punkte, keine Note – der Test ist für dich.

ÜbenSelbsttest

Ich beschreibe eine Schwingung mit Amplitude und Periodendauer.
28
Ein Mikrofon nimmt den Ton einer Stimmgabel auf. Das Bild zeigt die Schwingung. Wie groß ist die Periodendauer T? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
Ergebnis:
0,8 ms
Ich rechne zwischen Frequenz und Periodendauer um.
29
Die Membran eines Lautsprechers schwingt mit der Periodendauer T = 0,001 s. Wie groß ist die Frequenz? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
Ergebnis:
1000 Hz
Ich untersuche, wovon die Schwingungsdauer eines Pendels abhängt.
30
Ein Fadenpendel ist 121 cm lang und braucht 2,2 s für eine Schwingung. Man tauscht eine Holzkugel gegen eine Eisenkugel, 4-mal so schwer. Wie lange dauert jetzt eine Schwingung? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
Ergebnis:
2,2 s
Ich unterscheide Längs- und Querwellen.
31
Du stoppst ein Fadenpendel. Für 10 Schwingungen braucht es zusammen 8 s. Wie lange dauert eine Schwingung? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
Ergebnis:
0,8 s
Ich berechne Wellenlängen mit c = λ · f.
32
Ein Lautsprecher erzeugt einen Ton mit 170 Hz. In Luft ist der Schall 340 m/s schnell. Wie groß ist die Wellenlänge? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
Ergebnis:
2 m
Ich erkläre Resonanz an Beispielen.
33
Der Ton einer Orgelpfeife hat die Wellenlänge 0,5 m. Der Schall ist 340 m/s schnell. Welche Frequenz hat der Ton? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
Ergebnis:
680 Hz
Ich erkläre Schall als Welle.
34
Du siehst einen Blitz. Den Donner hörst du 6 s später (v = 340 m/s). Wie weit ist das Gewitter entfernt? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
Ergebnis:
2040 m

Bei „unsicher“ oder „noch nicht“: Lies den Abschnitt zum Ziel noch einmal und rechne seine drei Aufgaben.

Die Frage vom Anfang

EntdeckenRückschau

Warum schwingt eine Schaukel bei kleinem und großem Ausschlag fast gleich schnell?

Lies deine Vermutung vom Anfang. Kannst du die Frage jetzt mit dem Kapitel beantworten?

Auflösung

Wörter

Gleichung: zwei Rechnungen, die gleich viel wert sind

Lösungen

1,2 ms
8 ms
200 Hz
50 Hz
2 Hz
20 Hz
2,2 s
1 s
0,4 s
1,6 s
1 s
2,5 Hz
0,34 m
10 m
0,4 cm
100 Hz
680 Hz
0,6 m/s
2380 m
1360 m
7 s
8 ms
Gleich laut: Beide schlagen gleich weit aus.
110 Hz
4 s
0,8 s
1,8 s
0,8 ms
1000 Hz
2,2 s
0,8 s
2 m
680 Hz
2040 m