Arbeitsblatt Wellen, Schall & Optik mit Lösungen

Kostenloses Arbeitsblatt Wellen, Schall & Optik zum Ausdrucken: 6 Aufgaben von leicht bis Prüfungsniveau, mit Lösungsschlüssel. Drucke es aus oder speichere es als PDF.

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1.Leicht
L = 1 m

Eine Saite der Länge 1 m und der Masse 3 g wird mit einer Spannkraft von 150 N gespannt. Bestimme die Geschwindigkeit v von Transversalwellen auf ihr.

L = 1 mm = 3 gT = 150 N
v = m/s
2.Leicht
70°θ₂ = ?Luft, n1​ = 1,00Kronglas, n2​ = 1,50

Ein Lichtstrahl in Luft (n = 1,00) trifft unter 70° zur Normalen auf eine ebene Grenzfläche zu Kronglas (n = 1,50). Bestimme den Brechungswinkel θ2, von der Normalen aus gemessen.

n1 = 1,00n2 = 1,50θ1 = 70°
θ2 = °
3.Mittel
L = 1,5 mn = 4

Eine an beiden Enden eingespannte Saite ist 1,5 m lang; Wellen laufen darauf mit 150 m/s. Bestimme die Frequenz f4 ihrer Schwingung „4. Harmonische“.

v = 150 m/sn = 4L = 1,5 m
f4 = Hz
4.Mittel
Pβ = ?r = 10 m

Ein kleiner Lautsprecher strahlt 0,1 W Schallleistung gleichmäßig in alle Richtungen ab. Bestimme den Schallpegel β in 10 m Entfernung.

P = 0,1 Wr = 10 mI0 = 10⁻¹² W/m²
β = dB
5.Schwer
f1​ = 12 cmf2​ = 8 cm18 cm10 cm

Zwei dünne Linsen haben dieselbe Achse und 10 cm Abstand: Linse 1 mit f₁ = 12 cm und Linse 2 mit f₂ = 8 cm. Ein Gegenstand steht 18 cm vor Linse 1. Bestimme die Lage di2 des endgültigen Bildes, von Linse 2 aus gemessen (positiv hinter Linse 2, Konvention: reell ist positiv).

f1 = 12 cmf2 = 8 cms = 10 cmdo = 18 cm
di2 = cm
6.Schwer
SO20 m/sf = 20 kHz

Ein ruhender Sensor sendet Ultraschall von 20 kHz auf ein Auto, das sich mit 20 m/s nähert, und mischt das Echo mit dem gesendeten Signal. Bestimme die Schwebungsfrequenz fb (Schallgeschwindigkeit 343 m/s).

f = 20 kHzu = 20 m/sv = 343 m/s
fb = Hz

Lösungsschlüssel

  1. 1. v = 223,6 m/s
  2. 2. θ2 = 38,79 °
  3. 3. f4 = 200 Hz
  4. 4. β = 79,01 dB
  5. 5. di2 = 6,118 cm
  6. 6. fb = 2477 Hz

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