Teilklausur Physik 2 (GPh2) am

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1 Name, Matrikelnummer: Teilklausur Physik 2 (GPh2) am Fachbereich Elektrotechnik und Informatik, Fachbereich Mechatronik und Maschinenbau Zugelassene Hilfsmittel zu dieser Teilklausur: Beiblätter zur Vorlesung Physik 2 im SS 00 (Prof.Müller, Prof.Sternberg) oder folgende SS ohne Veränderungen oder Ergänzungen, Taschenrechner (ohne drahtlose Übertragung mit einer Reichweite von größer als 30 cm wie Funkmodem, IR-Sender, Bluetooth) Dauer: 2 Stunden (einschließlich der anderen beiden Teilklausuren) Zur Klausur gehören außer diesem Teil noch die Teilklausuren Thermodynamik und Technische Mechanik. Alle drei Teilklausuren müssen abgegeben werden! Maximal erreichbare Punktezahl: 100. Bestanden hat, wer mindestens 50 Punkte erreicht. Maximal erreichbare Punktezahl dieser Teilklausur: 60. Bitte beginnen Sie die Lösung der Aufgabe unbedingt auf dem betreffenden Aufgabenblatt! Falls Sie weitere Blätter benötigen, müssen diese unbedingt deutlich mit der Aufgabennummer gekennzeichnet sein. Achtung! Bei dieser Klausur werden pro Aufgabe 1 Punkt für die Form (Gliederung, Lesbarkeit, Rechtschreibung) vergeben! Bitte kennzeichnen Sie dieses Blatt und alle weiteren, die Sie verwenden, mit Ihrem Namen und Ihrer Matrikelnummer. AUFGABE MÖGLICHE PUNKTZAHL 1.a 7 1.b 7 1.c 5 2.a 7 2.b 7 2.c 5 3.a 10 3.b 9 Form 3 Summe 60 Thermo 20 TM 20 Gesamt 100 ERREICHTE PUNKTZAHL Seite 1 von 8

2 1. Wellen am Meer a) Prof. Müller war im letzten Sommerurlaub an der Ostsee. Zwischen zwei feststehenden Bojen, die einen Abstand von 10 m haben, beobachtet er die Wellen. Die eine Boje hebt und senkt sich in zwei Minuten 12 mal. Die Differenz zwischen Minimum und Maximum beträgt 20 cm. Verfolgt man einen Wellenberg, so ist dieser nach 15 Sekunden an der zweiten Boje. Berechnen Sie die Werte für die Ausbreitungsgeschwindigkeit v, die Kreisfrequenz ω und die Wellenzahl k und stellen Sie entsprechende Wellengleichung auf. b) Prof. Müller ist weit auf das Meer hinausgeschwommen. Hier können die Wellen als idealisierte Sinuswelle angenommen werden. Es liegt ein Holzstück auf dem Wasser. Schreiben Sie die Bewegungsgleichung für die Holzstück auf, wenn zum Zeitpunkt t=0 das Holz exakt oben auf einer Welle liegt. c) In der Nähe des Strandes, dort wo man noch gut stehen kann (Wasser unterhalb der Gürtellinie), ist Schaum (Gischt) auf den Wellenbergen, der vor die Welle niedergeht. Warum tritt dieses nur in der Nähe des Strandes bzw. bei Sandbänken auf? (Begründung) Seite 2 von 8

3 2. Optische Phänomene im Meeresmuseum a) Beim Besuch des Meeresmuseums in Stralsund während dieses Sommerurlaubs waren einige sehr schöne Aquarien zu sehen. Das größte Aquarium war an die 3 m tief. Man konnte sowohl von oben, wie von der Seite hineinschauen. Der Zuschauer schaut unter 30 zur Wasseroberfläche einen Fisch an, wobei sich die Augen 1 m über der Wasseroberfläche direkt am Beckenrand befinden. Wie weit ist der Fisch vom Beckenrand entfernt, wenn dieser 1 m unter der Wasseroberfläche schwimmt? b) Der Fisch taucht Mitten ins Becken auf 1,5 m Tiefe ab und schaut senkrecht nach oben. Wie groß ist der Durchmesser des Flecks, den der Fisch nach oben aus dem Wasser schauen kann. c) Auf dem Wasser war ein öliger dünner Flüssigkeitsfilm, der im Licht bunt schillerte. Erklären Sie dieses Phänomen. Brechungsindex von Wasser n w = 1,33 Seite 3 von 8

4 3. Radarfalle Auch auf Rügen gibt es Radarkontrollen der Polizei, insbesondere weil es sehr enge Alleen gibt, die seit Anfang letzten Jahrhunderts existieren. a) Prof. Müller gerät in einer Ortschaft in eine Radarkontrolle. Der Polizist misst eine Frequenzverschiebung f = 500 Hz. Die Frequenz der elektromagnetischen Radarstahlung betrug 5 * 10 9 Hz. Wie schnell ist Herr Müller gefahren (km/h)? b) Bei einer Toleranz von 3 km/h misst die Polizei mit welcher Genauigkeit die Frequenz? Seite 4 von 8

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6 x= 1m /tan m *tan ß = 2,56 m Seite 6 von 8

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