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Grundlagen der Wellenlehre

Projekt: Wellenmaschine 2

Wir wollen untersuchen, ob und wie Materialeigenschaften die Ausbreitungsgeschwindigkeit beeinflussen. Dazu schaffen wir uns ein Medium aus Kugelmassen, die durch Federn verbunden sind.

Situation

Der Bildschirm zeigt eine Kugelkette, bei der die einzelnen Kugeln durch Federn miteinander verbunden sind. Startet man die Simulation, so wird das linke Kettenende (das graue Rechteck) entlang der Schiene mit der daneben eingestellten Amplitude ausgelenkt. Im Modell berechnet das Programm die Kraft auf die jeweilige Nachbarkugel, daraus die jeweilige Beschleunigung und die daraus resultierende Bewegung. Es entsteht ein nach rechts laufender Wellenberg. Zusätzlich lassen sich die Kugelmasse und die Federhärte aller Verbindungsfedern durch die beiden Schieber unterhalb der Kugelkette verändern.

Arbeitsauftrag

Wie hängt die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Welle von den folgenden Größen ab?

  1. Amplitude der Welle
  2. Federhärte
  3. Masse der Kugeln
Abb.1
JPAKMA-Projekt "Wellenmaschine 2"

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