Mechanische Schwingungen und Wellen

Mathematisch-naturwissenschaftliches Profil, Klasse10

Die Schüler lernen die Schwingungen als eine weitere Form der Bewegung kennen, unter Verwendung physikalischer Größen beschreiben und grafisch darstellen. Sie können die Gleichungen für die Periodendauer interpretieren. Die Schüler erkennen, dass bei Übereinstimmung von Eigenfrequenz und Erregerfrequenz
Resonanz auftritt und dass man auf diese Weise bei periodischer, geringfügiger Energiezufuhr ungedämpfte Schwingungen erzeugen kann.
Die Schüler wissen, dass Wellen Energie, aber keinen Stoff transportieren und kennen grundlegende Eigenschaften mechanischer Wellen. Sie können y-t- und y-s-Diagramme interpretieren und daraus die entsprechenden physikalischen Größen ermitteln. Die Schüler gewinnen an vielen praktischen Beispielen aus der Mechanik und der Akustik die Einsicht, dass die gewonnenen physikalischen Erkenntnisse über Schwingungen und Wellen vielfältig genutzt werden.

Inhalt	Hinweis	Links
Merkmale einer Schwingungen Amplitude Periodendauer Frequenz	Federung von Fahreugen, Vibration von Maschinen, schwingende Saiten, Membranen von Luftsäulen bei Musikinstrumenten Stimmbänder
Aufzeichnung einer Schwingung y-t-Diagramm	Experimentelle Möglichkeiten der Aufzeichnung
Zusammenhang von Periodendauer und Frequenz
Periodendauer beim Fadenpendel
Z: SE Fadenpendel
Periodendauer beim Fadenpendel
Z:
Entstehung einer Schwingung
Gedämpfte und ungedämpfte Schwingungen Ursachen der Dämpfung	Schwingungsdämpfer	.
Eigenschwingungen, erzwungene Schwingungen, Resonanz Resonanzkurve	SE Resonanzkurve
Merkmale mechanischer Wellen y-s-Diagramm Amplitude Frequenz, Wellenlänge	Wasserwellen, Seilwellen, Schallwellen, Erdbebenwellen
Ausbreitungsgeschwindigkeit von Wellen	Energieübertragung Schallgeschwindigkeit in verschiedenen Medien
Eigenschaften von Wellen Reflexion, Brechung, Beugung, Interferenz
Schallwellen Zusammenhang Frequenz - Tonhöhe Zusammenhang Ampltude - Lautstärke	Schallgeschwindigkeit in verschie- denen Stoffen
Lärmschutz	Maßnahmen zur Schalldämpfung Projekt Schalldämpfung
Z: Ultraschall	Orientierung von Tieren, Ultraschalldiagnostik