Aufgaben zu Mechanische und elektromagnetische Schwingungen

24 Aufgaben zu Mechanische und elektromagnetische Schwingungen aus dem Abitur NRW Physik (2021-2026). Mit ausführlicher Lösung und automatischer Korrektur.

Aufgabe 3 · GK · Erdbebenwellen 2026

Aus dem Elongations-Zeit-Diagramm in Material 3 sollen die Kenngrößen s_max und omega bestimmt werden sowie die Geschwindigkeit v zum Zeitpunkt t = 0 s ermittelt werden.

Aufgabe 1 · LK · Blitzdetektor 2026

1 Da die Energie des Blitzes einen Schwingkreis anregen kann, werden Energieumwandlungen in einem idealisierten Schwingkreis betrachtet: a) Energieumwandlungen in der ersten Viertel-Periodendauer beschreiben. b) Feldlinien für elektrische und magnetische Felder skizzieren und Orientierung begründen. c) Veränderung der…

Aufgabe 2 · LK · Blitzdetektor 2026

Auswertung von Messdaten eines gedämpften Schwingkreises zur Periodendauer T, Vergleich mit der ungedämpften Periodendauer nach Thomson, Begründung von T_D > T_ideal und Bestimmung des ohmschen Widerstands R über die Dämpfungskonstante.

Aufgabe 3 · LK · Blitzdetektor 2026

Beurteilung der Vorschläge von Anna zur Entfernungsbestimmung von Blitzen anhand der Schwingungsanzahl N bis zur Schwellenwertunterschreitung und zur automatischen Fensterschließung als Schutzmaßnahme.

Aufgabe 1 · GK · Lautsprecher 2025

Beschreiben Sie die Vorgänge in einem elektromagnetischen Schwingkreis für den Zeitraum einer halben Periode qualitativ (ausgehend von einem zunächst voll aufgeladenen Kondensator).

Aufgabe 2 · GK · Lautsprecher 2025

Aufgabe 2: a) Schwingungsfrequenz der Lautsprechermembran anhand des Federpendel-Modells berechnen. b) Bereich für die Masse bestimmen, damit die Membranresonanz außerhalb des Frequenzbereichs des Schwingkreises (200 Hz bis 800 Hz) liegt.

Aufgabe 3 · GK · Lautsprecher 2025

Fachpraktischer Teil: a) Experimentelle Überprüfung des Zusammenhangs T² ~ m beim vertikalen Federpendel anhand von drei Messwerten und Dokumentation des Vorgehens. b) Erläuterung zweier Aspekte zur Verringerung von Messunsicherheiten.

Aufgabe 4 · GK · Lautsprecher 2025

Begründung der fachlichen Richtigkeit der Aussage in Material 5 über die Dimensionierung von Lautsprechermembranen (Masse und Sickensteifigkeit für tiefe bzw. mittlere/hohe Frequenzen).

Aufgabe 1 · GK · Massenbestimmung 2025

Erläutern Sie die Bestimmung der Masse mit einem BMMD unter Nutzung von Material 1.

Aufgabe 2 · GK · Massenbestimmung 2025

Messreihe aus Material 2 in einem Diagramm darstellen und mithilfe des Diagramms die Masse des Astronauten für T = 1,35 s bestimmen.

Aufgabe 3 · GK · Massenbestimmung 2025

Modellierung des BMMD als Federpendel: Berechnung der Federkonstante D, Achsenskalierung von Geschwindigkeits- und Elongationsdiagrammen (Schwingungsdauer, Maximalgeschwindigkeit, Amplitude) sowie Bestimmung der Maximalbeschleunigung und Gefährdungsbeurteilung.

Aufgabe 4 · GK · Massenbestimmung 2025

4a) Begründen Sie mithilfe der Daten in Material 4, dass das BMMD nicht ordnungsgemäß funktioniert. (3 BE) 4b) Formulieren Sie Anweisungen an die Schulgemeinschaft zur manuellen Bestimmung der Periodendauer und Masse mit Fokus auf drei relevante Aspekte zur Minimierung von Messunsicherheiten. (4 BE)

Aufgabe 5 · LK · NFC-Technologie 2025

Berechnen Sie die Kapazität C des Kondensators im Schwingkreis mit der Eigenfrequenz 13,56 MHz und der Induktivität L = 4,10 µH.

Aufgabe 6 · LK · NFC-Technologie 2025

Vergleichen Sie Jackentasche und Geldbörse mit eisenhaltigen Münzen hinsichtlich der Sicherheit vor unberechtigtem Auslesen der NFC-Karte und formulieren Sie eine begründete Empfehlung.

Aufgabe 1 - Mechanische und elektromagnetische Schwingung… · LK · Temperaturmessung 2025

Im ungedämpften elektromagnetischen Schwingkreis wird der Schalter von Position 1 nach 2 gelegt. a) Beschreiben Sie die Energieumwandlungen innerhalb der ersten viertel Schwingungsperiode. b) Leiten Sie die Beziehung für die maximale Stromstärke her: I_max = sqrt((C * U_max^2) / L).

Aufgabe 2 · LK · Temperaturmessung 2025

2 a) Ermitteln Sie Periodendauer T und Kapazität C für Messungen 1 und 4 mithilfe von Material 2 und ergänzen Sie Tabelle 1. b) Begründen Sie die Veränderung der Periodendauer T und der Stromstärke I_max.

Aufgabe 3 · LK · Temperaturmessung 2025

3 a) Stellen Sie T² über C dar und bestimmen Sie daraus die Spuleninduktivität L. b) Beurteilen Sie die Eignung des Messaufbaus für den Bereich von 15 °C bis 26 °C bei einer Messgenauigkeit von Δf = 1 kHz.

Aufgabe 1 · LK · Wiegen im Weltraum 2025

1 Fachpraktischer Teil: a) Beschreibung der Versuchsdurchführung zur Massebestimmung in Schwerelosigkeit mit einem Federschwinger sowie Anfertigen einer Skizze des Versuchsaufbaus. b) Experimentelle Ermittlung der Periodendauern T_0 für m_0 = 100 g und T_g für Zusatzmassen von 50 g, 100 g, 150 g und 200 g unter…

Aufgabe 2 · LK · Wiegen im Weltraum 2025

2 Auswertung des fachpraktischen Teils: a) Stellen Sie auf Basis Ihrer Messergebnisse den Quotienten T_g^2 / T_0^2 in Abhängigkeit von der Zusatzmasse m_z in einem Diagramm dar. b) Vergleichen Sie Ihre Messergebnisse mit dem idealisierten Zusammenhang aus Gleichung (1). c) Nennen Sie zwei mögliche Ursachen für…

Aufgabe 3 · LK · Wiegen im Weltraum 2025

Harmonische Schwingung am BMMD: Aus Material 4 die Amplitude y_max, Periodendauer T und Kreisfrequenz omega ablesen bzw. berechnen, sowie die Maximalgeschwindigkeit v_max und die Zeitpunkte t1, t2 in der ersten Periode bestimmen.

Aufgabe 4 · LK · Wiegen im Weltraum 2025

Gedämpfte Schwingung: Abklingkoeffizienten δ aus Diagrammwerten (M 6) und Formel (M 5) möglichst genau bestimmen und beurteilen, ob die Dämpfung einen Einfluss auf das Ergebnis der Massemessung hat.

Aufgabe HT 3 - Kinematik und Energie im Bobrennsport · GK · Haupttermin · Weiterbildungskolleg 2022

Teilaufgabe 3: Kinematik und Energie im Viererbobrennsport (Durchschnittsgeschwindigkeit, Beschleunigung aus Diagramm, Weg und Endgeschwindigkeit).

Aufgabe 3 - Teilaufgabe 3 · GK · Haupttermin · Weiterbildungskolleg 2021

Kinematische und dynamische Analyse eines vertikalen Hochsprungs aus der Hocke anhand eines a-t-Diagramms: Geschwindigkeit v1, Begründung für den Scheitelpunkt bei t = 0,6 s, Sprunghöhe h, Beinkraft F_Beine sowie energetische Untersuchung der Verdopplung von v1.

Aufgabe 2 - Teilaufgaben 1 und 2 · LK · Nachtermin 2021

Aufgabe 2 (Teilaufgaben 1 und 2): Analyse des idealen und realen elektromagnetischen Schwingkreises, Feldlinien, Energieansatz, Periodendauer und Dämpfung.

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