Sachstruktur Physik - Mechanik II

15-11:52, C HS 3 [email protected] () Sachstrukturen der Physik 1 / 23 Wiederholung Schall Aufgabe Wiederholung [email protected] () Sachstrukturen der Physik 2 / 23 Wiederholung Schall Aufgabe Energie und Arbeit 1 Energie, die Fähigkeit Arbeit zu leisten 2 Arbeit, Kraft entlang eines Wegs Erhaltung In eine abgeschlossenen System ist die Energie konstant [email protected] () Sachstrukturen der Physik 3 / 23 Wiederholung Schall Aufgabe Definition Schall ist Schwingung im elastischen Medium. Akustische/mechanische Schwingung: Verformungsenergie in Bewegungsenergie umwandeln. Richtung der Verformung quer oder längs zur Ausbreitung der Schwingung Example Animation (WWW) [email protected] () Sachstrukturen der Physik 4 / 23 Wiederholung Schall Aufgabe Schall in Luft Längswelle In Fluiden (Gase + Flüssigkeiten) breitet sich Schall als Längswelle aus Verdichtung = Druckerhöhung Ausdünnung = Druckerniedrigung Druckschwankung Schall in Fluiden breitet sich als Druckschwankung aus. [email protected] () Sachstrukturen der Physik 5 / 23 Wiederholung Schall Aufgabe Energie im Schall [email protected] () Sachstrukturen der Physik 6 / 23 Wiederholung Schall Aufgabe Energie Energie Example (Lageenergie) E pot = F g · h = m · g · h Potentielle Energie. Kraft mal Weg. *das gilt nur, walls F entlang des Wegs gleich bleibt, ansonsten muss man das Integral der Kraft entlang des Wegs bilden E = h 0 mg(s)ds. Example (Bewegungsenergie) E kin = 1 2 m · v 2 Kinetische Energie. *der Faktor einhalb entsteht aus der Integration des Impulses (p = mv ) über alle Geschwindigkeiten v: E = v 0 mv dv [email protected] () Sachstrukturen der Physik 7 / 23 Wiederholung Schall Aufgabe Energie Bewegungsenergie im Schall Kraft mal Weg Kraft mal Weg. Druck (p) ist Kraft pro Fläche (A), und Weg ist Geschwindigkeit mal Zeit. E Schall = F · s = (p · A) · (v · t) Schallschnelle und -Druck Wie bei einem Pendel Schaukelhöhe und Schaukelschnelle nicht unabhängig sind, hängen auch Schallschnelle und Schalldruck zusammen: v = p ρ · c Energie und Schalldruck Die Energie im Schall ist proportional zum Quadrat des Schalldrucks. [email protected] () Sachstrukturen der Physik 8 / 23