(Originais Teachy 2023) - Frage Mittel von Physik

Ein U-Boot, das auf hoher See navigiert, verwendet einen Sonar, um ein unter Wasser befindliches Objekt zu erkennen und die Entfernung zu messen. Der Sonar sendet mechanische Schallwellen aus, die sich durch das Wasser bewegen und vom Objekt reflektiert werden, bis sie wieder vom U-Boot erkannt werden. Parallel dazu fängt ein Satellit im Weltraum Bilder von der Erdoberfläche ein, indem er elektromagnetische Wellen aussendet, wie Radar. Unter Berücksichtigung der Eigenschaften von mechanischen und elektromagnetischen Wellen beantworte: (a) Erkläre das Funktionsprinzip des Sonars des U-Bootes, indem du den Hauptunterschied zwischen mechanischen und elektromagnetischen Wellen identifizierst und erläutere, warum mechanische Wellen im Sonar verwendet werden. (b) Beschreibe, wie sich elektromagnetische Wellen durch verschiedene Medien wie Vakuum und Erdatmosphäre ausbreiten und begründe die Wahl dieses Wellentyps für die Satellitenaufnahme. (c) Ein unter Wasser befindliches Hindernis, das vom Sonar erkannt wird, befindet sich in einer Entfernung d vom U-Boot. Verwende die Geschwindigkeit der mechanischen Wellen im Wasser und die Zeit, die die Welle benötigt, um gegen das Objekt zu stoßen und zum U-Boot zurückzukehren, um eine Gleichung zu erstellen, die diese Informationen miteinander verknüpft und die Berechnung der Entfernung d ermöglicht.