2.1 Mechanik 2.1.6 Schwingungen und Wellen
Phasengeschwindigkeit von Seilwellen / Drahtwellen
Vierkantgummi, l = 10 m Funktion und Verwendung Zur Demonstration der Ausbreitung von transversalen Wellen. Eingesetzt im Verbindung mit der Nutrolle nach Hoffmann (02860-00). (Baumwollschnur, wird eventuell zum Befestigen benötigt.) Vierkantgummi, l = 10 m 03989-00 Baumwollschnur, d = 2,5 mm, 10 m 02091-00
Wellenmaschine Prinzip Ein viereckiges Gummiband wird in den Motor eingespannt und eine linear polarisierte stehende Welle wird erzeugt. Mithilfe eines Stroboskops werden die Frequenz und die Wellenlänge bestimmt. Dann wird die Phasengeschwindigkeit der Seilwelle durch Änderung der Zugspannung verändert. Der Zusammenhang zwischen der Phasengeschwindigkeit des Seiles und dem Zug auf das Seil wird untersucht. Aufgaben 1.
Bei konstanter Zugspannung hängt die Frequenz f von der Wellenlänge λ der Welle ab, die sich auf dem Seil ausbreitet. Die Frequenz wird als Funktion von 1 / λ berechnet. Aus diesem Diagramm ist die Phasengeschwindigkeit c bestimmbar 2. Die Phasengeschwindigkeit c der Seilwelle, die von der Zugspannung des Seils abhängt, soll gemessen werden. Die Phasengeschwindigkeit wird als Funktion der Zugspannung dargestellt
Lernziele ▪ ▪ ▪ ▪ ▪
Wellenlänge Phasengeschwindigkeit Gruppengeschwindigkeit Wellengleichung Oberwelle Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch
Funktion und Verwendung Kompaktgerät zur demonstrativen Darstellung der Wellenausbreitung am Beispiel gekoppelter Pendel und Durchführung quantitativer Messungen, z. B. von Wellenlänge und Frequenz mit Hilfe von Lichtschranken. Themenfelder: ▪ ▪ ▪ ▪
Vorteile ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪
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Nutrolle nach Hoffmann
Einfache und komfortable Benutzung Ausgezeichnete Beobachtbarkeit der Wellen durch niedrige Ausbreitungsgeschwindigkeit Eingebautes Dämpfungssystem Fixieren momentaner Wellenbilder zu beliebigen Zeitpunkten Anregung durch Hand oder Experimentiermotor Ein- und beidseitige Erregung des Schwingersystems
Ausstattung und technische Daten ▪
P2133300
Ausbreitung und Entstehung einer Gleichgewichtsstörung Ausbreitung einer periodisch erregten fortlaufenden Welle Überlagerung von Wellen Stehende Wellen und Eigenschwingungen
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48 auf Stahldraht gezogene, nummerierte und über 2 Gummiseile gekoppelte Pendel Erregung ein- oder zweiseitig mit kontinuierlich variierbarer Amplitude Mit Dämpfungssystem und Fixiermöglichkeit Blendensystem für Zeitmessung Gesamtmaße: (cm) 148 x 35 x 35 Schwingerradius: 90 mm
Zubehör
Funktion und Verwendung Zur Erzeugung stehender Seilwellen verschiedener Wellenlänge und verschiedener Polarisationsformen. Ausstattung und technische Daten Kunststoffzylinder mit zwei Umlaufnuten, versetzbar montiert auf Metallgrundplatte mit Ausgleichsgewicht und Stiel zum Betrieb mit Experimentiermotor, Zylinderdurchmesser: 50 mm 02860-00
excellence in science 246
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Experimentiermotor (11030-93) Getriebe 100:1 (11027-00) Getriebe 3:1 (11029-00) Gabellichtschranke, compact (11207-20) Universalzähler (13601-99)
oder ▪ Zeitmessgerät 4-4 (13605-99) 11211-00