Klausur Physik f.Ing 03.09

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

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fedexpress
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Klausur Physik f.Ing 03.09

Beitrag von fedexpress » Di, 28. Jul. 09, 18:10

Hallo, hat jemd. EndErgenisse dieser KLausur zum Kontorllieren??

MigidiMetty
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Beitrag von MigidiMetty » Di, 28. Jul. 09, 18:40

Ja Ergebnisse wären echt recht hilfreich. Morgen stelle ich meine Ergebnisse rein, dann können wir die ja mal mit deinen vergleichen.

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Lösungen

Beitrag von MigidiMetty » Mi, 29. Jul. 09, 17:34

Hi, hier sind meine Ergebnisse/Lösungen, wäre nett, wenn das ein Mitarbeiter des Instituts sich mal anschauen könnte. Danke

1a) a= 0,25 m/s² ; v1= 5 km/h ; v2= 6,389 m/s= 23 Km/h

b) s1= 27,78 m; s2= 77,78 m; v= 3,89 m/s = 14 Km/h

2a) V= 93,96 m/s = 338,3 Km/h

b) alpha= 0,96° (bisschen wenig, aber bei der geschwindigkeit...hmm)

3a + B) leider keine Ahnung wie man da ran geht. Bitte HILFE !!

4a) v= 9,9 m/s

b) h= 5m

5a) r= 35927,52 Km

b) v= 10167,27 m/s = 36602,1 Km/h

6a) x= 1,53 m ; w= 7,07 Hz

b) w= 7,05 Hz ; t= 1,39 s

7a) c= 143 m/s ; Wellenform: stehende Welle ;

b) lamda= 2m ; w= 6,28 Hz ; Anfangsphase= pi/4 ; Amplitude= 1m

8a) f1= 897,36 Hz; f2= 1129,16 Hz

b) f= 1114,38 Hz (bewegter beobachter)

9a) Bild virtuell, damit aufrecht und vergrößert. a= 2 cm

b) ... halt Zeichnung (stimmt xD *freu*)

10 a) Frage mich hier, ob man hier das mithlfe des Kosnius oder Sinus macht. Hatte schon einmal so eine Frage gestellt, die leider nie beantwortet wurde :(.


[tex]\sin(\alpha)/oder \cos(\alpha) = \frac{2\times n+1} {2\times d}\times\lambda[/tex]

für n=1

[tex]\frac{3\times\lambda} {2\times\cos(\alpha)} = d[/tex] oder
[tex]\frac{3\times\lambda} {2\times\sin(\alpha)} = d[/tex]

hab so also mit sinus d= 663,1 nm
und mit cosinus d= 37989 nm
würde es aber glaube ich mit Kosinus machen...

10b) Bin ich etwas planlos. Gibt es da eine Formel für die Intensitätsverläufe. Finde dazu leider nicht viel. Wäre echt dankbar über hilfe.

MigidiMetty
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Beitrag von MigidiMetty » Mi, 29. Jul. 09, 17:44

Wenn du auch ein paar lösungen hast, dann könntest du sie ja auch mal reinstellen, damit ich oder auch du wenigstens ein kleine Kontrolle hast.

Gruß Metty

JanH
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Beitrag von JanH » Mi, 29. Jul. 09, 19:10

Hallo,
ich denke, du solltest ein wenig sorgfältiger in die Aufgabenstellung gucken. Ich denke deine Ergebnisse sind häufig nicht korrekt, weil Du zu sehr durcheilst.

zu 1 a) a ist richtig, v1 ist 5 m/s, v2 ist richtig
b) richtig

zu 2) alles richtig

zu 3) actio = reactio! Die Kräfte, mit denen die Schlittschuhläufer jeweils am Seil ziehen, müssen gleich sein! Dann kommt man auf [tex] F = 5,36 N[/tex]
für b) x=10,72 m, [tex] v_1=3,68 km/h [/tex] [tex]v_2=5,15 km/h [/tex]

zu 4) leider beides falsch.
a) Bitte beachten, dass wir es hier mit zwei verschiedenen von einander getrennt zu betrachtenden Stößen zu tun haben.
Die Geschwindigkeit beider Bälle vor allen Stößen ist 14 m/s.
Die gemeinsame Endgeschwindigkeit der Bälle nach allen Stößen ist -7 m/s. (d.h. sie fliegen in die entgegengesetzte Richtung als vorher)
b) h = 2,5m

zu 5 a) richtig
b) v = 10,3 km/s

zu 6 a) x = 0,42 m
[tex] \omega [/tex] ist richtig
b) alles richtig

zu 7 alles richtig bis auf b) Frequenz ist 1 Hz, die Kreisfrequenz ist [tex] \omega = 6.28 \frac{rad}{s} [/tex]

zu 8 a) alles richtig
b) Empfänger bewegt sich zwar, aber es wird natürlich auch die reflektierte Frequenz wahrgenommen, die bereits Doppler verschoben ist!
[tex] f'_{Lok}=1258 Hz [/tex]

zu 9 richtig

zu 10 sage ich gleich etwas

JanH
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Beitrag von JanH » Mi, 29. Jul. 09, 20:46

zu 10
Ich verstehe die Verwirrung nicht ganz. Es kommt hier nicht auf Kosinus oder Sinus an, sondern, dass der richtige Winkel zu den entsprechenden Kanten eines rechtwinkligen Dreiecks verwendet wird. Sowohl der Winkel als auch das Dreieck, welches die Kanten von Interesse zeigt, sind in der Aufgabenstellung in der Skizze gekennzeichnet!
Es ist immer wichtig sich klar zu machen, worauf es bei einer Aufgabe ankommt, oder besser, was der physikalische Hintergrund ist.
Im Fall von Interferenz kommt es auf den Wegunterschied [tex]\Delta s[/tex] zwischen den Wellen an. Nach der Überlegung, welche Kathete des Dreiecks, welche Bedeutung hat und welche Länge die Hypotenuse hat, kommt man schnell zur Lösung.
Es ist ein Winkel und die dazu passende Ankathete (der Wegunterschied) gegeben. Nach der Hypotenuse ist gefragt. Am schnellsten kommt man durch die Verwendung des Kosinus auf die Lösung.

Da der Winkel zur Richtung des (ersten) Minimums von der Verbindungslinie gegeben ist, wissen wir, dass der Gangunterschied der interferierenden Wellen gerade [tex] (2n-1)\frac{\lambda}{2}[/tex] mit n = 1 (für das erste Minimum) ist.
Deshalb gilt [tex]cos \alpha = \frac{\Delta s}{d}[/tex]!
Somit ergibt sich in diesem Medium d = 12,663 µm. Die Wellenlänge ist kleiner als im Vakuum: [tex] \lambda_n=\frac{\lambda_{vac}}{n}[/tex]

b) Die Formel muss eigentlich in jedem Buch zum Thema Interferenz hergeleitet sein. Außerdem auch im Skript und in den Übungen!
Behandle das nun wie einen gewöhnlichen Doppelspalt!
Wo liegt das Maximum erster Ordnung?
Wie groß ist der Abstand der Maxima zueinander?
Zur Intensität:
[tex] I_{interferenz}=I_1 + I_2 + 2\sqrt{I_1I_2}\cos (\phi) [/tex]
[tex]\phi[/tex] ist die Phasendifferenz, die man aus dem Gangunterschied errechnen kann.
Die Intensitäten der Quellen nehmen wir als gleich an.
Wie groß sind nun maximale und minimale Intensität?
Mit diesen Informationen kann man nun auch den Intensitätsverlauf zeichnen.
Achsenbeschriftung nicht vergessen :wink:
Wie aus der Formel erkennbar handelt es sich um einen kosinusförmigen Verlauf über dem Ort auf dem Schirm.
Der Phasenunterschied ist nämlich abhängig vom Ort auf dem Schirm.

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Beitrag von MigidiMetty » Do, 30. Jul. 09, 11:38

hi, ich hab Aufgabe 3 jetzt auch endlich gemeistert, nur bekomme ich für die Kraft F=2,68 N heraus. Also halt die Hälfte davon.
Beim Aufgabenteil b) bekomme ich jedoch für x den selben Wert wie du heraus. Also müsste ich ja eigentlich den selben Wert für die Beschleunigung des ersten läufers haben (a= 0,02683 m/s²). Für die Geschwindigkeiten bekomme ich dann aber wiederum nur die Hälfte heraus. Kann das sein, dass du das ausversehen mal 2 genommen hattest?

Achso, und danke nochmal, dass du dir die Zeit genommen hattest meine Lösungen mal anzuschauen :)
Hat mir sehr geholfen. Bekam bei den anderen Aufgaben jetzt auch die selben Ergebnisse heraus, dort wo ich so kleine Fehler hatte, wie bei der Frequenz zum Beisiel *freu*. Die Stoßprozesse muss ich mir aber nochmal anschauen. Kann sein, dass da noch ne Frage von mir kommt xD.

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Beitrag von MigidiMetty » Do, 30. Jul. 09, 11:48

Bei Aufgabe 4 habe ich jetzt auch das selbe Ergebnis. Danke :D

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Beitrag von JanH » Do, 30. Jul. 09, 16:29

Nö, ich bin mir ziemlich sicher, dass ich mich nicht verrechnet habe. :D
Schau mal nach, ob bei dir der Faktor 2 nicht bei Deinen Gleichungsumformungen abhanden gekommen ist.
Sobald eine konstante Kraft wirkt, handelt es sich um eine gleichförmig beschleunigte Bewegung!

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Beitrag von aiw123 » Do, 30. Jul. 09, 17:05

Hallo,
mit welcher Formel habt ihr Aufgabe 5a) berechnet? Ich komme irgendwie nicht auf das Ergebnis....
Danke für eure Antwort!

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