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Rechentteil: Physik IB Prüfung,, 15.05.20113 (Maximal 12 Punkte e) 1. Ein schwach geedämpfter harmonischher Oszillato or habe ein nen Gütefakktor von Q = 60. a) Um wie viel Prrozent verriingert sich die Amplitu ude der Sch hwingung inn jeder Periode? b) Um wie viel Pro ozent verrin ngert sich ddie Energie d der Schwing gung in jedeer Periode?? c) Nach wie vielen Schw wingungen (Perioden)) hat die Am mplitude au uf die Hälft e abgenom mmen. (4 Punkte) eine Batterie entladenn ist. Die Quellen‐ Q 2. Sie geben Ihreem Nachbaarn Starthil fe, weil se nnung der entladenen Batterie sei 11 V, die der geladenen BBatterie 12 2 V. Die span Inneenwiderstän nde der beiiden Batterrien sind jew weils 0.02 Ω Ω, und der Gesamtwid derstand des Starterkabels ist 0.01 Ω. Welchee Pole Ihrerr geladenen n Batterie uund der enttladenen Battterie des Naachbarn sollten Sie mitt Hilfe des SStarterkabels verbindeen? Wie groß ist der Ladeestrom in d diesem Fall?? Wie groß ist der Stro om, wenn Siie die beideen Batterien n an den falscchen Polen verbinden. (4 Punkte) 1. Zweei parallele u und in gleiccher Richtunng von Stro om durchflo ossene Leitter befinde n sich in einem Abstaand von 2cm m. Im einen Leiter fließ ßt ein Strom m von 50A,, im andereen ein Stro om von 100A A. Berechne en Sie Betraag und Rich htung des Gesamtmagnetfeldes B im Punkt X, der mit m den be eiden Leite rn ein gleicchseitiges Dreieck D bild det. Nehm en Sie an, dass beid de Ströme bezüglich ihrer tech hnischen Stromrichtun ng in die Zeeichenebene e hineinflie eßen, d.h. ddass die Ele ektronen aus der Zeicheenebene he erauskomm men. Zeichnen Sie aucch die Maggnetfeldbeitträge als Vekttoren qualittativ in die Skizze ein. (4 Punkte).. Theoretischer Teil: Physik IB Prüfung, 15.05.2013 (2 Fragen nach Wahl beantworten, maximal 8 Punkte) 1. Erklären Sie das Zustandekommen einer stehenden Welle? Geben Sie auch eine allgemeine Formel für eine stehende Welle an. Wie hängt die Frequenz der Grundschwingung einer beidseitig eingespannten Saite von der Saitenlänge ab? Von welchen physikalischen Größen hängt die Phasengeschwindigkeit der Welle auf einer Saite ab (formelmäßiger Zusammenhang)? (4 Punkte) 2. Gegeben sei ein langer elektrisch leitender Draht mit Radius R, auf dem pro Meter Länge N Überschusselektronen sitzen (Linienladungsdichte λ = N e). a) Berechnen Sie das elektrische Feld im Inneren des Drahtes und im Außenraum als Funktion des Abstandes r von der Drahtachse. Hinweis: Verwenden Sie zur Berechnung im Außenraum das Gauss’sche Gesetz. (4 Punkte) 3. Skizzieren Sie einen elementaren elektrischen Dipol und einen elementaren magnetischen Dipol. Wie ist jeweils das Dipolmoment definiert und was ist der wesentliche Unterschied in Bezug auf den Feldlinienverlauf? Erklären Sie den Mechanismus der Polarisation von Materie sowohl für elektrische, als auch für magnetische Felder. (4 Punkte)
