Finalized solutions for the different tasks.

Aufgaben_zur_Vorbereitung_von_Kapitel_1.ipynb

@@ -476,6 +476,60 @@
     "```"
    ]
   },
+  {
+   "cell_type": "markdown",
+   "metadata": {},
+   "source": [
+    "### Lösung:\n",
+    "\n",
+    "Hier noch ein kleiner Kommentar zum auflösen der Formel. Wir wollen den Zeitpunkt t1 wissen an dem das Objekt auf dem Boden aufkommt (s(t1) = 0). Sprich wir müssen die obige Formel wie folgt umstellen:\n",
+    "\n",
+    "$$ s(t_1) = 1/2 \\cdot g \\cdot t_1^2 + s_0 $$\n",
+    "\n",
+    "auflösen nach t:\n",
+    "\n",
+    "$$ \\sqrt{2 \\cdot (s - s_0)/g} = t_1 $$\n",
+    "\n",
+    "wobei hier s(t1)=0 und s0 = 1.2 m ist. Solltet ihr einfach 1.2 m durch eine der Beschleunigungen Teilen bekommt ihr durch die Wurzel eine komplexe Zahl."
+   ]
+  },
+  {
+   "cell_type": "code",
+   "execution_count": 1,
+   "metadata": {
+    "ExecuteTime": {
+     "end_time": "2020-08-25T09:07:53.967603Z",
+     "start_time": "2020-08-25T09:07:53.954643Z"
+    }
+   },
+   "outputs": [
+    {
+     "name": "stdout",
+     "output_type": "stream",
+     "text": [
+      "1.2171612389003692 0.4946193668294979 0.09359019226174953\n",
+      "-92.31736564698974\n"
+     ]
+    }
+   ],
+   "source": [
+    "s0 = -1.2 # m\n",
+    "aSun = -274 # m/s**2\n",
+    "aEarth = -9.81 # m/s**2\n",
+    "aMoon = -1.62 #m/s**2\n",
+    "\n",
+    "\n",
+    "tSun = (2 * s0/aSun)**(1/2)      # s\n",
+    "tEarth = (2 * s0/aEarth)**(1/2)  # s\n",
+    "tMoon = (2 * s0/aMoon)**(1/2)    # s\n",
+    "\n",
+    "# Times:\n",
+    "print(tMoon, tEarth, tSun)\n",
+    "\n",
+    "# Velocity:\n",
+    "print(aSun * tSun * 3.6)  # km/h"
+   ]
+  },
   {
    "cell_type": "markdown",
    "metadata": {},
@@ -633,6 +687,42 @@
     "* Das Runden der berechneten Werte der Anzahl an signifikanten Stellen entsprechend. "
    ]
   },
+  {
+   "cell_type": "code",
+   "execution_count": 2,
+   "metadata": {
+    "ExecuteTime": {
+     "end_time": "2020-08-25T09:08:13.614302Z",
+     "start_time": "2020-08-25T09:08:13.607319Z"
+    }
+   },
+   "outputs": [
+    {
+     "name": "stdout",
+     "output_type": "stream",
+     "text": [
+      "\n",
+      "Fie Fallzeit beträgt auf...\n",
+      "... dem Mond: 1.217 s \n",
+      "... der Erde: 0.495 s\n",
+      "... der Sonne: 0.094 s\n",
+      "\n",
+      "Der Stift schlägt auf der Sonnenoberfläche\n",
+      "mit einer Geschwindikeit von -92.317 km/h auf.\n"
+     ]
+    }
+   ],
+   "source": [
+    "print(f'''\n",
+    "Fie Fallzeit beträgt auf...\n",
+    "... dem Mond: {tMoon:.3f} s \n",
+    "... der Erde: {tEarth:.3f} s\n",
+    "... der Sonne: {tSun:.3f} s\n",
+    "''')\n",
+    "\n",
+    "print(f'Der Stift schlägt auf der Sonnenoberfläche\\nmit einer Geschwindikeit von {(aSun * tSun * 3.6):.3f} km/h auf.')"
+   ]
+  },
   {
    "cell_type": "markdown",
    "metadata": {},
@@ -817,6 +907,60 @@
     "<div>"
    ]
   },
+  {
+   "cell_type": "markdown",
+   "metadata": {},
+   "source": [
+    "Lösung:"
+   ]
+  },
+  {
+   "cell_type": "code",
+   "execution_count": 3,
+   "metadata": {
+    "ExecuteTime": {
+     "end_time": "2020-08-25T09:09:05.968956Z",
+     "start_time": "2020-08-25T09:09:05.958982Z"
+    }
+   },
+   "outputs": [
+    {
+     "name": "stdout",
+     "output_type": "stream",
+     "text": [
+      "\n",
+      "Spannung | Strom | Leistung:\n",
+      "5 V: 10 mA; 50 mW\n",
+      "10 V: 20 mA; 200 mW\n",
+      "20 V: 40 mA; 800 mW\n",
+      "50 V: 100 mA; 5000 mW\n",
+      "\n",
+      "Der Fehler des Stroms für die 50 V Messung beträgt: 11 Ohm\n"
+     ]
+    }
+   ],
+   "source": [
+    "def strom(spannung, widerstand):\n",
+    "    return spannung/(widerstand/1000)\n",
+    "\n",
+    "\n",
+    "def leistung(spannung, widerstand=500):\n",
+    "    return spannung**2/(widerstand/1000)\n",
+    "\n",
+    "print(f'''\n",
+    "Spannung | Strom | Leistung:\n",
+    "5 V: {strom(5, 500):2.0f} mA; {leistung(5):2.0f} mW\n",
+    "10 V: {strom(10, 500):2.0f} mA; {leistung(10):2.0f} mW\n",
+    "20 V: {strom(20, 500):2.0f} mA; {leistung(20):2.0f} mW\n",
+    "50 V: {strom(50, 500):2.0f} mA; {leistung(50):2.0f} mW\n",
+    "''' )\n",
+    "\n",
+    "def delta_strom(spannung, dspannung, widerstand=500, dwiderstand=20):\n",
+    "    return strom(spannung, widerstand) * ((dspannung/spannung)**2 + (dwiderstand/widerstand)**2)**(1/2)\n",
+    "\n",
+    "print(f'Der Fehler des Stroms für die 50 V Messung beträgt: {delta_strom(50, 50/10):2.0f} Ohm')"
+   ]
+  },
   {
    "cell_type": "markdown",
    "metadata": {},
@@ -1248,11 +1392,54 @@
    ]
   },
   {
-   "cell_type": "code",
+   "cell_type": "markdown",
-   "execution_count": null,
    "metadata": {},
-   "outputs": [],
+   "source": [
-   "source": []
+    "### Lösung:"
+   ]
+  },
+  {
+   "cell_type": "code",
+   "execution_count": 4,
+   "metadata": {
+    "ExecuteTime": {
+     "end_time": "2020-08-25T09:09:57.232469Z",
+     "start_time": "2020-08-25T09:09:57.215516Z"
+    }
+   },
+   "outputs": [
+    {
+     "data": {
+      "text/plain": [
+       "1373.715238095238"
+      ]
+     },
+     "execution_count": 4,
+     "metadata": {},
+     "output_type": "execute_result"
+    }
+   ],
+   "source": [
+    "messwert_nummer = list(range(1,7,1))\n",
+    "spannungs_wert = [12., 11.78, 12.56, 12.34, 12.01, 11.94]\n",
+    "strom_werte = [110, 98, 102, 124, 105, 95]\n",
+    "dspannung_wetre = [0.32, 0.15, 0.63, 0.12, 0.20, 0.17]\n",
+    "dstrom_werte = [10]*len(messwert_nummer)\n",
+    "\n",
+    "daten = [messwert_nummer, spannungs_wert, strom_werte, dspannung_wetre, dstrom_werte]\n",
+    "\n",
+    "\n",
+    "u5 = daten[1][4]\n",
+    "i5 = daten[2][4]\n",
+    "leistung(u5, i5)"
+   ]
+  },
+  {
+   "cell_type": "markdown",
+   "metadata": {},
+   "source": [
+    "Die Messwertnummer ist in der obigen Tabelle um eins im Vergleich zum Listenindex verschoben."
+   ]
   },
   {
    "cell_type": "markdown",
@@ -1277,12 +1464,34 @@
     "<div>"
    ]
   },
+  {
+   "cell_type": "markdown",
+   "metadata": {},
+   "source": [
+    "Lösungen:"
+   ]
+  },
   {
    "cell_type": "code",
    "execution_count": null,
    "metadata": {},
    "outputs": [],
-   "source": []
+   "source": [
+    "height = [1, 1.2 , 1.4, 1.6, 1.8, 2, 2.2, 2.4, 2.6, 2.8]  # m\n",
+    "dheight = [0.1] * len(height)                             # m\n",
+    "t = [0.74, 0.8, 0.87, 0.94, 0.99, 1.03, 1.10, 1.15, 1.17, 1.24]  # s\n",
+    "dt = [0.012, 0.011, 0.009, 0.008, 0.010, 0.011, 0.012, 0.013, 0.080, 0.010] # s\n",
+    "\n",
+    "def free_fall(t, a):\n",
+    "    '''\n",
+    "    Zurückgelegte Strecke bei einer gleichbeschleunigten Bewegung.\n",
+    "    \n",
+    "    Args:\n",
+    "        t (float): Vergangene Zeit in Sekunden.\n",
+    "        a (float): Beschleunigung der Bewegung in m/s**2\n",
+    "    '''\n",
+    "    return 0.5 * a * t**2 "
+   ]
   }
  ],
  "metadata": {
@@ -1301,7 +1510,7 @@
    "name": "python",
    "nbconvert_exporter": "python",
    "pygments_lexer": "ipython3",
-   "version": "3.7.6"
+   "version": "3.7.3"
   }
  },
  "nbformat": 4,