Schriftliche Abschlussprüfung Physik 1998/99
Aufgabe 2 Mechanische Schwingungen und Wellen
Beim Stimmen von Musikinstrumenten verwendet man oft den von einer Stimmgabel erzeugten Kammerton a1, dessen Frequenz 440 Hz beträgt.
2.1 Nennen Sie zwei Merkmale der von der Stimmgabel ausgehenden Schallwelle.
2.2 Berechnen Sie die Periodendauer.
2.3 Erläutern Sie an einem selbst gewählten Beispiel eine Möglichkeit, unerwünschte Schallausbreitung zu unterbinden.
Lösung
Aufgabe 2 Mechanische Schwingungen und Wellen
(Bitte beachten
Sie den Hinweis am Ende der Seite)
2.1
Die Schallwelle breitet sich allseitig und mit gleich bleibender Geschwindigkeit
aus.
(Weitere mögliche Antworten: Schallwellen werden an Hindernissen reflektiert, an Kanten
gebeugt und beim Übergang zwischen Medien mit unterschiedlicher
Ausbreitungsgeschwindigkeit gebrochen.)
2.2
ges.: T
geg.: f = 440 Hz
Lösung: T = 1 / f
T = 1 / 440 Hz
T = 1 / 440 s-1
T = 0,00227 s
Die Periodendauer beträgt 0,0027 s.
2.3
Beispiel: Schallausbreitung des Motorgeräusches in Autos
Um die Ausbreitung dieses Schalls zu verringern, werden in den Kühlerhauben
Dämpfungsmatten eingebaut. Diese Matten haben eine unregelmäßige Oberfläche sowie
einen unregelmäßigen Aufbau, der viel Luft enthält.
Der Schall wird somit an der Oberfläche der Matten in viele Richtungen reflektiert sowie
in großem Umfang absorbiert. Somit wird die Ausbreitung des Schalls stark vermindert.
Hinweis: Die vorliegenden Lösungen sind Musterlösungen des jeweiligen Autors und keine offiziellen Lösungen des Sächsischen Staatsministeriums für Kultus. Der Autor garantiert nicht für die Vollständigkeit und Richtigkeit der vorliegenden Lösung.
Herzlichen Dank an meine Kollegin Ines Stiller, die diese Lösungen kritisch begutachtete.