Lösungen: Klausur SoSe 2008

Online-Sprechstunde für Physik für Ingenieure (AIW) - betreut vom Institut "Optische und Elektronische Materialien" (WiSe)

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Derk
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Lösungen: Klausur SoSe 2008

Beitrag von Derk » Mo, 23. Feb. 09, 18:16

Hey ho! Ich habe mich mal daran versucht die Klausur vom Sommersemster 2008 zu lösen. Würde mich freuen wenn mir jemand ein feedbeck gibt (am besten einer der beiden Jans :) ),ob meine Lösungen richtig sind. Bin mir nämlich bei mehreren Aufgaben unsicher. Danke im voraus!

1a) s=5m
1b) s=400m

2a) t=1,43 s ;[tex]alpha = 70,38^\circ[/tex]
2b) h=1,27

3a) [tex]alpha = 10,96^\circ[/tex]
3b) 690,42 J

4a) 3,69 m/s^2
4b) F = 253,6 N ; m = 25,85 kg

5a) [tex]V_{zylinder}=\sqrt{{4}/{3}} *V_{ring}[/tex]
5b) hä? bitte um hilfe

6a) E = 2,19 J ; F = 2,19 N
6b)[tex]\omega_{r}=1,017[/tex]1/s ; t=2,77s

7a) [tex]\hat y[/tex]=1,5m ; k= [tex]\frac {4\pi}{3}[/tex] 1/m ; f= [tex]\frac 1 4[/tex] 1/s
7b) c = [tex]\lambda[/tex] * f = 3/8 m/s
[tex]y(x,t)=1,5m*sin(\frac {\pi}{2s}*t +\frac{4\pi}{3m}*x)[/tex]

8a) f = 518,77 Hz
8b) f = 311,68 Hz

9a) Verhältnis [tex]\frac 1 4[/tex] ; f = 1,6 cm
9b) virtuell

10a) d = 2,81µm
10b) ???

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Beitrag von JHW » Di, 24. Feb. 09, 13:40

Hallo Derk,

1a+b) richtig.

2a+b) richtig.

3a) richtig.
3b) ist ein Fehler drin. Schreib mal Deinen Lösungsweg auf.

4a) richtig
4b) Kraft ist Falsch berechnet, der Wert für die Masse ist ein Folgefehler.

5a) richtig.
5b) Die Aufgabe musst Du über das Hebelgesetz (Summe der Drehmomente gleich null) lösen.

6a+b) richtig

7a+b) richtig

8a+b) richtig

9a+b) richtig

10a) falsch
10b) Du musst Dir überlegen, welchen Gangunterschied haben die zusätzlichen Quellen und welche Interferenzbedingung ergibt sich daraus.

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Beitrag von Derk » Fr, 27. Feb. 09, 13:41

oah, danke erstmal für die antwort :)

also bei 3b) hatte ich mir so gedacht:
ich kann ja mit alpha über den sinus die strecke s ausrechnen, die der block zurücklegt. und dann vielleicht mit [tex]E=F_{hangab} * s - F_{reib} * s + 500 J[/tex] , aber irgendwie ist das wohl ein fehler drin...

4b) F=296,8 N ; m=30,25 kg, hatte nen zahlendreher drin

bei 10a) ich dachte vllt nun mit der überlegung [tex]cos\alpha=(2m+1)*\lambda/(2*d)[/tex], aber m=0 oder 1??
für m=0 bekomme ich jetzt d = 936 nm raus.
ich hab ehrlich gesagt nicht wirklich den plan wie ich da rangehen soll. haben dieses thema nur noch ganz kurz angeschnitten (auch von mir die frage nach der relevanz dieses themas für die klausur)...
sonst danke nochmal für hilfe.
Dirk

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Beitrag von JHW » Fr, 27. Feb. 09, 15:47

Dein Ansatz für 3b) ist soweit richtig, und Du solltest so zum richtigen Ergebnis kommen. Kontrolliere nochmal, dass Du überall die Geometrie richtig berücksichtigt hast, da ist schnell mal ein Dreher in sin und cos drin.
Ansatz: [tex]E_{kin}=500J+E_{pot}-E_{reib}[/tex]
mit
[tex]E_{pot}=mgh[/tex]
und
[tex]E_{reib}=sF_r=\mu F_gh\frac{\cos\alpha}{\sin\alpha}[/tex].

4b) ist korrekt.

10a) Ist auch richtig gelöst so. Man muss m=0 verwenden, da in der Aufgabenstellung nach dem minimalen Abstand der Quellen gefragt ist.

Da das Thema Interferenz noch in Vorlesung und Übung besprochen wurde, ist es auch relevant für diese Klausur.

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Beitrag von Derk » Fr, 27. Feb. 09, 17:07

alles klor, weiß nicht wo ich damals den fehler eingebaut habe, meine formel läuft ja auf dasselbe hinaus wie bei dir.
ich komme jetzt auf E=392,26 J

JimmyDanger
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Beitrag von JimmyDanger » Sa, 28. Feb. 09, 14:49

Hi Derk,

bei 10 b) bekomme ich eine resultierende Intensität von 0 heraus, da die Strahlen paarweise einen Gangunterschied von [tex]\lambda/2[/tex] haben und sich somit gegenseitig elimieren. Keine Ahnung ob diese einfache Betrachtung möglich ist, aber die Formel im Skript (S. 253) für die Vielstrahlinterferenz bei konstanten relativen Phasendifferenzen liefert mir das gleiche Ergebnis:

[tex]A_{res}^2=A^2\frac{\sin^2{p\varphi/2}}{\sin^2{\varphi/2}}[/tex]

p ist dabei die Anzahl an Wellen, [tex]\varphi[/tex] die relative Phasendifferenz.

Dürfen wir eigentlich eine Formelsammlung in der Klausur verwenden?

Derk
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Beitrag von Derk » So, 01. Mär. 09, 12:25

jop...10 einseitig beschriebene din-a4 zettel oder halt 5 doppelseitig beschrieben.

joar, bei 10 b) hab ich auch keine andere idee, von daher hoffen wie mal das es so geht :)

viel glück morgen

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frage noch mal zu 10 a

Beitrag von MigidiMetty » So, 01. Mär. 09, 16:50

Hi ihr, hab mal eine Frage zu 10 a. Müsste die Gleichung nicht
sin(a) = (2m+1)*Lamda/(2*d) lauten?? Also halt sinus und nicht Kosinus?

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Beitrag von DieTeetasse » So, 01. Mär. 09, 17:53

Wir dürfen 15 Seiten benutzen :wink:
Hilfsmittel:
• erlaubt sind maximal X*10 Seiten (5 Blätter) DIN A4 handschriftliche Notizen, X = Dauer der Klausur in Stunden
Und X ist ja 1,5h :P

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Aufgabe 3a

Beitrag von MigidiMetty » Fr, 24. Jul. 09, 18:10

Hi Leute, ich weis leider nicht wie ihr auf das Ergebnis in Aufgabe 3a kommt. Ich bekomme immer nur 0,15° heraus. Und zwar mache ich das mit der Formel: 500J/(m*g*h*n). damit bekomme ich doch dann den cot von alpha raus...

n= 0,3

wäre nett wenn ihr mir weiterhelfen könntet. danke

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