PhysProf - Wellen - Simulation - Transversal

Fachthema: Wellen
PhysProf - Mechanik - Ein Programm zur Visualisierung physikalischer Sachverhalte mittels Simulationen und 2D-Animationen für die Schule, das Abitur, das Studium sowie für Lehrer, Ingenieure und alle die sich für Physik interessieren.

Online-Hilfe für das Modul
zur Untersuchung und Darstellung der Einflüsse von Parametern
auf das Verhalten von Transversalwellen - Wellensimulation.

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Wellen
Mit Hilfe des kleinen Unterprogramms [Mechanik I] - [Wellen] können Einflüsse von Parametern, welche bei der Entstehung von Transversalwellen von Bedeutung sind, untersucht werden.
Grundsätzlich wird zwischen zwei Wellenarten unterschieden:
- Transversalwellen (Querwellen): Wellen bei welchen die Richtung der Teilchengeschwindigkeit zur Richtung der Phasengeschwindigkeit senkrecht ist. Hierbei wechseln Wellenberge und Wellentäler.
- Longitudinalwellen (Längswellen): Wellen bei welchen die Richtung von Phasengeschwindigkeit und Schwingungsgeschwindigkeit gleich ist (in ihnen wechseln Verdichtungen und Verdünnungen).
Die Elongation von Sinuswellen kann ermittelt werden durch den Zusammenhang:
bzw.
Hierbei sind:
y: Elongation an Ort x zur Zeit t [m]
ymax: Amplitude der Welle [m]
ω: Kreisfrequenz (ω = 2πf) [1/s] bzw. [Hz]
t: Zeit [s]
x: Abstand vom Wellenzentrum [m]
c: Phasengeschwindigkeit [m/s]
T: Schwingungsdauer [s]
λ: Wellenlänge [m]
Programmbedienung
Beim Start dieses Moduls wird die Ausbreitung gleichmäßiger Transversalwellen simuliert.
Hierbei stehen Ausbreitungs- und Schwingungsrichtung aufeinander senkrecht. Wird nach dem Aufruf dieses Unterprogramms die Schaltfläche Stop bedient, so können die Einflussgrößen Frequenz und Amplitude mit Hilfe der dafür zur Verfügung stehenden Rollbalken eingestellt werden. Durch ein erneutes Bedienen dieser Schaltfläche wird die Simulation wieder mit den zugewiesenen Parameterwerten gestartet. Die vertikale Skalierung präsentiert die momentane lotrechte Elongation z.B. eines Seils, welche notwendig ist, eine Welle mit diesen Ausmaßen zu erzeugen.
Eine kleine Übersicht in Form von Bildern und kurzen Beschreibungen über einige zu den einzelnen Fachthemengebieten dieses Programms implementierte Unterprogramme finden Sie unter Kurzbeschreibungen von Modulen zum Themengebiet Mechanik - Kurzbeschreibungen von Modulen zum Themengebiet Elektrotechnik - Kurzbeschreibungen von Modulen zum Themengebiet Optik - Kurzinfos zum Themengebiet Thermodynamik sowie unter Kurzbeschreibungen von Modulen zu sonstigen Themengebieten.
Hilfreiche Informationen zu diesem Fachthema sind unter Wikipedia - Welle zu finden.
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