Anwendungen in Physik

Andreas Lindner, Apr 6, 2015

Unterrichtspraktikum für Physik

Table of Contents

  1. Mechanik
    1. Schiefer Wurf ohne Reibung
    2. Berechnung des schiefen Wurfs durch Schrittverfahren
    3. Weg-Zeit-Diagramm
    4. Drehimpuls
    5. Drehimpuls und Drehmoment
    6. Kreisel und Drehmoment
    7. Orbitalmodell eines Atoms
    8. Das Fadenpendel
    9. Luftdruckänderung - Messung mit phyphox
    10. Kräftegleichgewicht
    11. Kräftegleichgewicht und Winkelberechnung
    12. Bestimmung der Gravitationskonstante
  2. Optik
    1. Hohlspiegel: Vorlage
    2. Additive Farbmischung
    3. Sammellinse: Vorlage
    4. Zerstreuungslinse: Vorlage
    5. Zirkular polarisierte Wellen
  3. Schwingungen und Wellen
    1. Die Wellengleichung
    2. Lissajous'sche Figuren
    3. Schwebung in der Musik
    4. Schwingendes Pendel und Lissajous-Figuren
    5. Überlagerung von Kreiswellen
    6. Euler-Verfahren für ein mathematisches Pendel
    7. Überlagerung von Wellen
    8. Das Fadenpendel: ein realistisches Modell
    9. Das Zerfließen eines Wellenpakets
    10. Zirkular polarisierte Wellen
    11. Fadenpendel mit 15 Kugeln
  4. Elektrodynamik
    1. Verschiedene Regressionsmodelle
    2. Schaltplan erstellen
    3. Laden eines Kondensators
    4. Widerstand und Phasenverschiebung im RLC-Kreis
    5. Komplexe Wechselstromwiderstände
    6. Teilchen im Magnetfeld
    7. Elektromagnetische Wellen
  5. Relativitätstheorie
    1. Addition von Geschwindigkeiten
    2. Gravitation und Raumkrümmung
    3. Gravitation und Raumkrümmung von zwei Massen
    4. Gravitation

1.

Mechanik

  • 1. Schiefer Wurf ohne Reibung
  • 2. Berechnung des schiefen Wurfs durch Schrittverfahren
  • 3. Weg-Zeit-Diagramm
  • 4. Drehimpuls
  • 5. Drehimpuls und Drehmoment
  • 6. Kreisel und Drehmoment
  • 7. Orbitalmodell eines Atoms
  • 8. Das Fadenpendel
  • 9. Luftdruckänderung - Messung mit phyphox
  • 10. Kräftegleichgewicht
  • 11. Kräftegleichgewicht und Winkelberechnung
  • 12. Bestimmung der Gravitationskonstante

1.1.

Schiefer Wurf ohne Reibung

Schiefer Wurf ohne Reibung
– Andreas Lindner

1.2.

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1.3.

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1.4.

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1.5.

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1.6.

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1.8.

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1.10.

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1.11.

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1.12.

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2.

Optik

  • 1. Hohlspiegel: Vorlage
  • 2. Additive Farbmischung
  • 3. Sammellinse: Vorlage
  • 4. Zerstreuungslinse: Vorlage
  • 5. Zirkular polarisierte Wellen

2.1.

Hohlspiegel: Vorlage

Hohlspiegel: Vorlage
Andreas Lindner
– Andreas Lindner

2.2.

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2.4.

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2.5.

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3.

Schwingungen und Wellen

  • 1. Die Wellengleichung
  • 2. Lissajous'sche Figuren
  • 3. Schwebung in der Musik
  • 4. Schwingendes Pendel und Lissajous-Figuren
  • 5. Überlagerung von Kreiswellen
  • 6. Euler-Verfahren für ein mathematisches Pendel
  • 7. Überlagerung von Wellen
  • 8. Das Fadenpendel: ein realistisches Modell
  • 9. Das Zerfließen eines Wellenpakets
  • 10. Zirkular polarisierte Wellen
  • 11. Fadenpendel mit 15 Kugeln

3.1.

Die Wellengleichung

In der Konstruktion sind eine nach rechts und eine nach links laufende Welle dargestellt.[br]Untersuche die Überlagerung der beiden Wellen.
Die Wellengleichung
Andreas Lindner
– Andreas Lindner

3.2.

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3.3.

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3.4.

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3.5.

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3.6.

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3.7.

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3.8.

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3.10.

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3.11.

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4.

Elektrodynamik

  • 1. Verschiedene Regressionsmodelle
  • 2. Schaltplan erstellen
  • 3. Laden eines Kondensators
  • 4. Widerstand und Phasenverschiebung im RLC-Kreis
  • 5. Komplexe Wechselstromwiderstände
  • 6. Teilchen im Magnetfeld
  • 7. Elektromagnetische Wellen

4.1.

Verschiedene Regressionsmodelle

Erstelle für den Zusammenhang der angegebenen Werte von Spannung U und Stromstärke I verschiedene Modelle:[br][list][br][*]einen linearen Zusammenhang[br][*]einen polynomialen Zusammenhang[br][/list][br][br]Verwende zur Darstellung verschiedene geeignete Regressionsmodelle.
– Andreas Lindner

4.2.

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4.3.

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4.4.

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4.5.

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4.6.

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4.7.

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5.

Relativitätstheorie

  • 1. Addition von Geschwindigkeiten
  • 2. Gravitation und Raumkrümmung
  • 3. Gravitation und Raumkrümmung von zwei Massen
  • 4. Gravitation

5.1.

Addition von Geschwindigkeiten

In der Speziellen Relativitätstheorie wird die [b]Addition von Geschwindigkeiten[/b] durch die Formel [br][br][center][math]u(v, u') = \frac{v+u'}{1+\frac{v \cdot u'}{c^2}}[/math] [/center](v Geschwindigkeit des relativ bewegten Bezugssystems, u' Geschwindigkeit im bewegten Bezugssystem, u Geschwindigkeit im ruhenden Bezugssystem) wiedergegeben.[br][br]Diese Formel kann auch als [b]Funktion u von zwei Variablen v und u' [/b]aufgefasst werden. [br]Der Graph der Funktion veranschaulicht, dass die Summe von den Geschwindigkeiten v und u' nie über c hinausgeht.[br][br][b]Rechenbeispiel[br][/b]Von einem Himmelskörper, der sich mit 0,3.c von unserer Galaxie wegbewegt, werden Teilchen mit einer Geschwindigkeit von u' = 0,5.c in Bewegungsrichtung emittiert. [br]Welche Geschwindigkeit besitzen diese Teilchen in Relation zu unserer Galaxie?[br][b]Lösung[/b][br] [math]u=\frac{u'+v}{1+\frac{u'\cdot v}{c^2}}=\frac{0,5c+0,3c}{1+\frac{0,5c\cdot0,3c}{c^2}}=\frac{0,8c}{1+0,15}\approx0,69c[/math][br][br][b]Aufgabe[/b][br]Addiere die Geschwindigkeiten[br]a) v = 0,5c; u' = 0,5c[br]b) v = 0,9c; u' = 0,95c[br]c) v = c; u' = c
– Andreas Lindner

5.2.

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5.3.

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5.4.

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