1 Beschreibe den Unterschied zwischen einer longitudinalen und einer transversalen Welle und gib jeweils Beispiele an. 2 Ist es möglich, dass eine Welle eine andere Welle vollständig auslöscht? Begründe deine Antwort. 3 Beschreibe, wie eine Welle entsteht und wie sie sich fortpflanzt. 4 Ein beidseitig eingespanntes Seil wird in der Mitte gehalten und zum Schwingen gebracht (erste Oberschwingung). Wie viele Schwingungsknoten hat die zweite Oberschwingung? a) 3 b) 4 c) 5 5 Was wird in einer Welle von der Quelle zum Empfänger transportiert? Kreuze die richtige Aussage an. a) Masse b) Teilchen c) Energie 6 Beschreibe, wovon die Energie einer Welle abhängt. 7 Wenn eine Welle gebrochen wird, ändert sich a) die Wellenlänge b) die Ausbreitungsgeschwindigkeit c) die Frequenz 8 Was bedeutet, eine Welle ist mit einer anderen Welle in Phase? 9 Beschreibe, was man bei Wellen unter den Begriffen Reflexion, Brechung und Beugung versteht. Verwende bei deinen Beschreibungen das Huygens’sche Prinzip. 10 Beschreibe, wie Schall entsteht. 11 Nenne die Geschwindigkeit, mit der sich Schall ausbreitet. 12 Was ist ein Ton? Was versteht man unter einem Klang? 13 Beschreibe, in welchem Frequenzbereich ein Mensch hören kann. 14 Erkläre den Begriff „Lautstärke“. 15 Erkläre den Doppler-Effekt. 16 71.1 zeigt die Aufzeichnung eines Tons. Beschreibe den Ton. 17 Blase über die Öffnung einer teilweise mit Wasser gefüllten Flasche. Analysiere, wie die Höhe des entstehenden Tones von der Füllmenge abhängt. 18 Wie ändert sich die Wellenlänge, wenn bei sonst gleichen Bedingungen a) die Frequenz bzw. b) die Ausbreitungsgeschwindigkeit verdoppelt wird? 19 Markiere die 4–6 wichtigsten Begriffe im Text zur „Antwort auf die Eingangsfrage“ und notiere alle Begriffe, die aus der Biologie stammen könnten. Schreibe eine kurze Erklärung zu den jeweiligen Begriffen. 71.1 Teste dein Wissen 1 Beschreibe, wie man an der Zeit, die zwischen Blitz und Donner liegt, die Entfernung eines Gewitters abschätzen kann. 2 Auf der Meeresoberfläche wird eine Sprengladung gezündet. Bestimme, wie weit der Beobachter oder die Beobachterin vom Explosionszentrum entfernt ist, wenn sich die Laufzeiten des Schalls in Luft und Wasser um 12 Sekunden unterscheiden? c(Luft) = 340 m/s, c (Wasser) = 1 480 m/s 3 Die Schallwellen, die durch Sprache oder Musik hervorgerufen werden, liegen in einem Frequenzbereich von 50 bis 5 000 Hz. Welchem Wellenlängenbereich entspricht dies a) in Luft (c = 340 m/s), b) in Wasser (c = 1 480 m/s)? c) Welche Wellenlängen ergeben sich insbesondere für 440 Hz? 4 Du besitzt einen Wecker, der gerade laut genug ist, um dich zu wecken. Nimm an, du erleidest einen Hörverlust von 10 dB. Ermittle, wie viele solche Wecker du dann brauchen würdest, um geweckt zu werden. 5 Wie tief ist an einer Stelle das Meer, wenn dort bei der Echolotung 4 s nach Aussendung des Knalls das Echo empfangen wurde? (c = 1 480 m/s) 6 Blauwale (m = 120 000 kg) werden bis zu 30 m lang. Sie können mit einer Geschwindigkeit von ca. 20 km/h schwimmen. Die Sichtweite unter Wasser beträgt aber nur etwa 3 m. a) Berechne die kinetische Energie eines schwimmenden Wals. b) Mit welcher Geschwindigkeit müsste ein Auto (m = 900 kg) fahren, damit seine kinetische Energie gleich wäre? c) Diskutiere, wie sich ein Blauwal bei dieser geringen Sichtweite orientiert. 7 Eine Violinsaite hat eine Länge von 50 cm und schwingt mit 440 Hz. Wo muss die Saite niedergedrückt werden, damit die Frequenz auf 550 Hz ansteigt? 8 Kann ein musikalischer Mensch die Geschwindigkeit eines Autos, das an ihm vorbeifährt, bestimmen? Nimm an, der Ton einer Hupe ändert sich beim Vorbeifahren um eine Terz. Welche Geschwindigkeit hätte das Auto? 9 Welche Blutgeschwindigkeit ergibt sich mittels Dopplersonografie aus folgenden Werten: Schallfrequenz 5 MHz, Frequenzänderung a) 50 Hz, b) 10 kHz? Rechenaufgaben 71 2 Mechanische Wellen Wellen Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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