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Optik & Wellenlehre · AP Physics 1 Unit 6 (Simple Harmonic Motion)

Harmonische Welle & Schwingungs-Simulator

Harmonische Schwingung & Wellenausbreitung: Transversalwellen und Wellenlänge

  • Clientseitig
  • Keine Anmeldung
  • Echtzeit-Herleitung
  • Projektormodus
  • A4-Arbeitsblatt
Lokale Berechnung · Privat
Interaktives Wissenschaftslabor Reine clientseitige Berechnung physikalischer Gesetze. Die Verarbeitung erfolgt lokal ohne Erfassung persönlicher Daten.
3D-Simulationsfenster● 60 FPS
Voreinstellungen & typische Fallen:

Experimentelle Steuerungsparameter

Hz
cm
m/s

Echtzeit-Herleitung & Kennzahlen

Wellenlänge λ
--
Schwingungsdauer T
--
Maximale Teilchengeschwindigkeit
--
Wellenfunktion y(x,t)
--
Echtzeit-Formelherleitung
Grundformel: --
Einsetzungsschritte: --
Physikalischer Zustand: --

Typische Beispielaufgaben & Prüfungsfallen

Worked Problem

Aufgabe: Transverse wave travels right at 10m/s with f=5Hz. Find: 1) wavelength and period; 2) particle state after 0.25s starting upward from equilibrium.
Schrittweise Herleitung:
  1. 1) T = 0.2s, λ = 2m. 2) 0.25s = 1.25T. Starting upward, at 1.25T the particle reaches the crest (v=0, accel negative max).

Worked Problem

Aufgabe: Will a leaf floating on water be carried toward shore by incoming water ripples?
Schrittweise Herleitung:
  1. No! The leaf oscillates up and down in place. Waves transfer momentum and energy, not bulk mass.

Arbeitsblatt für den Unterricht & Hausaufgaben

Q1. Variant 1: When an SHM oscillator passes equilibrium, what are its displacement, speed, acceleration, and restoring force?
Q2. Variant 2: When at maximum displacement (amplitude A), describe displacement, velocity, and acceleration.
Q3. Variant 3: When sound enters water from air, which property stays strictly constant? Which change?

Häufige Fragen & typische Missverständnisse

How do vibration graphs (y-t) and wave graphs (y-x) differ?
y-t graph charts the motion history of a single particle over time. y-x graph is an instantaneous snapshot of all spatial particles at one moment.
What is the distinction between transverse and longitudinal waves? Is sound transverse or longitudinal?
Transverse: oscillation perpendicular to propagation (light, string waves). Longitudinal: oscillation parallel to propagation (air acoustic waves).
Why don't particles travel along with the propagating wave?
Particles are tethered by intermolecular elastic restoring forces, compelling them to oscillate around fixed equilibria without gross translation.
What is the superposition principle? Do colliding waves shatter each other?
No! Waves pass through each other independently. In the overlap region, displacements superpose, then separate intact.