Aufgabe Vorschlag B3 - Aufgabe 2 · Abitur Hessen Physik LK 2021
Thema: Wellen: Ausbreitung, stehende Wellen und Doppler-Effekt · Aus der Prüfung LK (2021)
Aufgabenstellung
Zwei Rohre mit jeweils einem offenen und einem geschlossenen Ende haben die Längen und . In ihnen wird jeweils die erste Oberschwingung durch Schallwellen gleicher Amplitude angeregt. Ein Empfänger nimmt in einiger Entfernung von den Rohren die Überlagerung der beiden Töne auf. Es ergibt sich das in Material 3 dargestellte Schwingungsbild. Diesem kann eine relativ kleine Frequenz (Schwebungsfrequenz) und eine relativ große Frequenz (Frequenz des Schwebungstons) entnommen werden. Die Schallgeschwindigkeit beträgt weiterhin .
Material 3
Schwingungsbild der überlagerten Töne (Amplitude in relativen Einheiten)
2.1
Erläutern Sie die Entstehung des Schwingungsbilds und bestimmen Sie aus Material 3 die Werte für die Schwebungsfrequenz und die Frequenz des Schwebungstons.
2.2
Berechnen Sie die Schwebungsfrequenz aus den oben gegebenen Daten.
Vergleichen Sie quantitativ dieses Ergebnis mit dem Ergebnis aus Aufgabe 2.1.
2.3
Ein Mensch kann Schwebungsfrequenzen, die größer als sind, nicht wahrnehmen.
Berechnen Sie für die minimale Länge des zweiten Rohrs, damit die Schwebung gerade noch wahrgenommen werden kann.

Lösung
Nach den offiziellen Korrekturhinweisen
2.1 Erläutern Sie die Entstehung des Schwingungsbilds
Lösung: Die Überlagerung zweier harmonischer Schwingungen, die sich in der Frequenz nur wenig unterscheiden, ergibt eine Schwebung. Die Frequenz der resultierenden Schwingung ist die Frequenz des Schwebungstons. Die Amplitude der resultierenden Schwingung schwankt mit der Schwebungsfrequenz.
2.1 Bestimmen Sie aus Material 3 die Schwebungsfrequenz
Lösung: Hz
2.1 Bestimmen Sie aus Material 3 die Frequenz des Schwebungstons
Lösung: Hz / 1/s
2.2 Berechnen Sie die Schwebungsfrequenz aus den oben gegebenen Daten (Rechenweg)
Lösung: ; , ;
2.2 Berechnete Schwebungsfrequenz
Lösung: Hz
2.2 Vergleichen Sie quantitativ dieses Ergebnis mit dem Ergebnis aus Aufgabe 2.1
Lösung: /
2.3 Berechnen Sie für die minimale Länge des zweiten Rohrs (Ansatz)
Lösung: ;
2.3 Minimale Länge des zweiten Rohrs
Lösung: m / cm
Die ausführliche Erklärung Schritt für Schritt (mit KI) gibt es mit Premium. Premium
Löse sie direkt hier: automatische Korrektur, Hinweise und Lösung Schritt für Schritt.
‹ Aufgabe Vorschlag B3 - Aufgabe 1 · LK 2021 · Aufgabe Vorschlag B3 - Aufgabe 3 · LK 2021 ›