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Was kennzeichnet ein schwingungsfähiges System?
Es besitzt stabile Gleichgewichtslage und fährt Schwingungen um diese Gleichgewichtslage aus.
Wodurch wird eine Schwingung verursacht?
Durch Rückstellkräfte, nach Ausrenkung aus der GGL.
Was ist eine Schwingung?
Ein spezieller periodischer Prozess, bei dem ein physikalisches System um eine Ruhelage oszilliert.
Was beschreibt das Prinzip eines Oszillographs?
Ein Gerät zur Aufzeichnung von Schwingungen.
Was ist die Periode einer Schwingung?
Die Zeitdauer eines vollen Schwingungszyklus.
Was beschreibt die Frequenz einer Schwingung?
Wie schnell bei einem periodischen Vorgang die Wiederholungen aufeinanderfolgen.
Was ist die Amplitude einer Schwingung?
Die maximale Ausrenkung des Systems aus GGL.
Was versteht man unter Amplitudenmodulation?
Periodische bzw. zeitliche Veränderungen der Amplitude.
Wie lautet die Auslenkungs-Zeit-Funktion x(t) für eine harmonische Schwingung?
Diese Funktion beschreibt die Auslenkung des Systems über die Zeit.
Was ist ein harmonischer Oszillator?
Ein System, das ungedämpfte sinusförmige Zustandsänderungen durchführt.
Wie werden harmonische Schwingungen verursacht?
Durch lineare Rückstellkräfte, die direkt proportional zur Auslenkung sind.
Was sind die Rückstellkräfte beim harmonischen Oszillator?
Lineare Rückstellkräfte, die proportional zur Auslenkung des Systems sind.
Was ist eine anharmonische Schwingung?
Eine Schwingung, bei der die Rückstellkraft nicht proportional zur Auslenkung ist.
Wie lautet die Auslenkungs-Zeit-Funktion x(t) für eine harmonische Schwingung?
x(t) = A cos(ωt), wobei A die Amplitude und ω die Kreisfrequenz ist.
Wie lautet der Ausdruck für ω^2 beim horizontalen Federpendel?
ω^2 = D/m.
Wie lautet der Ausdruck für ω^2 beim Fadenpendel?
ω^2 = g/l.
Wie lautet der Ausdruck für ω^2 im elektrischen Schwingkreis?
ω^2 = 1/LC.
Wie lauten die Bewegungsgleichungen für den harmonischen Oszillator?
Sie beschreiben die Dynamik des Systems unter harmonischen Bedingungen.
Wie lautet der Ausdruck für die Energie E in einer gespannten Feder?
E = 1/2 D x^2.
Was sind die Ausdrücke für die kinetische und potentielle Energie des harmonischen Oszillators?
E_kin = 1/2 mv^2, E_pot = 1/2 D x^2.
Wie lautet die Auslenkungs-Zeit-Funktion x(t) für den gedämpften harmonischen Oszillator?
Sie beschreibt die Auslenkung unter Berücksichtigung der Dämpfung.
Was ist der schwach gedämpfte Fall beim gedämpften harmonischen Oszillator?
Ein Fall, in dem die Dämpfung gering ist und Schwingungen stattfinden.
Was ist der aperiodische Grenzfall beim gedämpften harmonischen Oszillator?
Ein Zustand, in dem das System keine periodischen Schwingungen mehr zeigt.
Was ist der überdämpfte Fall beim gedämpften harmonischen Oszillator?
Ein Fall, in dem das System sehr stark gedämpft ist und schnell zur Ruhe kommt.
Wie lautet die Gleichung für die Energiebilanz beim gedämpften harmonischen Oszillator?
dE/dt = -βE, wobei β die Dämpfungskonstante ist.
Was versteht man unter Resonanz beim erzwungenen harmonischen Oszillator?
Ein Phänomen, bei dem die Amplitude maximal wird bei der Resonanzfrequenz.
Was ist die Resonanzkatastrophe?
Die Zerstörung eines schwingungsfähigen Systems durch übermäßige Schwingungsamplituden.
Was beschreibt das Superpositionsprinzip bei Schwingungen?
Harmonische Schwingungen stören sich nicht und addieren sich einfach.
Was sind die drei prinzipiellen Fälle bei der Superposition von zwei harmonischen Schwingungen?
Konstruktive Interferenz, destruktive Interferenz und keine Interferenz.
Welche Bedingungen müssen an die Kreisfrequenzen ω1 und ω2 gestellt werden?
Sie müssen ein Verhältnis haben, das eine periodische Funktion ergibt.
Was versteht man unter Schwebung bei sich überlagernden harmonischen Schwingungen?
Ein Phänomen, bei dem die Amplitude der resultierenden Schwingung variiert.
Was versteht man in der Physik unter dem Begriff Welle?
Eine Übertragung von Energie und Impuls durch ein Medium ohne dauerhafte Verschiebung.
Wie unterscheiden sich Transversalwelle und Longitudinalwelle?
Transversalwellen haben Störungen senkrecht zur Ausbreitungsrichtung, Longitudinalwellen parallel.
Welche physikalischen Größen werden von einer Welle transportiert?
Energie und Impuls.
Wie ist die Wellenzahl k bei einer harmonischen Welle definiert?
k = 2π/λ, wobei λ die Wellenlänge ist.
Wie lautet die Wellenfunktion ψ(x,t) für eine harmonische Welle?
ψ(x,t) = A cos(kx - ωt).
Was ist der Unterschied zwischen Phasengeschwindigkeit und Teilchengeschwindigkeit?
Phasengeschwindigkeit beschreibt die Ausbreitung der Störung, Teilchengeschwindigkeit die Bewegung der Teilchen.
Wie lautet die Wellengleichung für eine beliebige eindimensionale Welle?
∂²ψ/∂t² = c² ∂²ψ/∂x².
Wie lautet die Wellenfunktion ψ(r,t) für eine Kugelwelle?
ψ(r,t) = A/r e^(i(kr - ωt)).
In welchem Medium breiten sich Schallwellen am schnellsten aus?
In Festkörpern.
Wie lautet der Ausdruck für die Energiedichte wE für eine harmonische ebene Welle?
wE = 1/2 A² ρ ω².
Wie verhält sich die Intensität I(r) einer Kugelwelle als Funktion des Abstands r?
I(r) ∝ 1/r².
Wie lautet die Formel für den Doppler-Effekt bei ruhendem Empfänger?
f' = f(v + v₀)/(v - vₛ).
Wie lautet die Formel für den Doppler-Effekt bei bewegtem Empfänger?
f' = f(v - v₀)/(v + vₛ).
Wie lautet die Formel für den Doppler-Effekt bei elektromagnetischen Wellen?
f' = f(1 ± v/c).
Was sind die Bedingungen für konstruktive Interferenz?
Der Gangunterschied d muss ein Vielfaches der Wellenlänge λ sein.
Was tritt bei der Reflexion einer Welle an einem festen Ende auf?
Die Welle wird invertiert reflektiert.
Wie wird ein Wellenimpuls an einem losen Ende reflektiert?
Die Welle wird nicht invertiert reflektiert.
Was versteht man bei der Wellenausbreitung unter Beugung?
Die Ablenkung einer Welle beim Auftreffen auf ein Hindernis.
Wie lautet die Beugungsbedingung für die Lage der Minima?
d sin(θ) = mλ, wobei m eine ganze Zahl ist.
Wie lautet das Brechungsgesetz von Snellius?
n₁ sin(θ₁) = n₂ sin(θ₂).
Was beschreibt das Phänomen der Dispersion?
Ein Wellenpaket verändert seine Gestalt und zerfließt.
Was passiert mit einem Wellenpaket in einem dispersiven Medium?
Es breitet sich unterschiedlich schnell aus und zerfließt.
Was versteht man unter Gruppengeschwindigkeit?
Die Geschwindigkeit, mit der sich die Amplitude eines Wellenpakets bewegt.
Was versteht man unter Polarisation bei Wellen?
Die Ausrichtung der Schwingungsebene einer Transversalwelle.
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