PhysProf - Wellen

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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.

PhysProf - Wellen

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:

Wellen - Gleichung - 1

bzw.

Wellen - Gleichung - 2

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.
 

Module zum Themenbereich Mechanik


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