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| a_mechanik:drehschwingungen:gruppenseiten:gruppe310:start [13 January 2021 13:50] – [Experimente] erinfeldkemper | a_mechanik:drehschwingungen:gruppenseiten:gruppe310:start [22 January 2021 21:11] (current) – arthurwohlfahrt | ||
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| ===== Drehschwingungen - Gruppe 310 ===== | ===== Drehschwingungen - Gruppe 310 ===== | ||
| + | Hier soll die Versuchsdurchführung zu Drehschwingungnen an einem Draht, bzw. einer Gitarrensaite dokumentiert werden. | ||
| - | ==== theoretische Grundlagen ==== | ||
| - | ==== Experimente | + | ==== Aufbau 1 ==== |
| + | Die Gitarrensaite hat laut Hersteller eine Dicke von 1.09 mm, was wir auch nachmessen konnten. Für alle weiteren Längenmessungen verwenden wir Unsicherheiten von 1mm. | ||
| + | Wie wir später feststellen mussten, besteht unsere Gitarrensaite nicht vollständing aus Stahl, sondern aus Silber, das um einen Nylonkern aufgewickelt ist. Wir erwarten daher ein geringeres Torsionsmodul, | ||
| + | {{: | ||
| - | === Aufbau Experimente mit Draht === | + | == Aufhängungen |
| + | An einem Ausleger wurde die Gitarrensaite mittels Schraubzwinge eingespannt. Dabei wurde eine abgerundete Stange verwendet, damit es nicht entlang der Aufhängung zu zusätzlicher Reibung am Holz kommt. Diese konnte so zwar bestimmt nicht komplett eliminiert, aber zumindest abeschwächt werden. | ||
| + | {{: | ||
| - | Es wurde eine konstante | + | Dadurch war es allerdings nicht möglich die effektive |
| + | |||
| + | Als angeängte Masse diente meist eine Klopapierrolle, da diese sehr symmetrisch und ausreichend leicht ist. Außerdem ist ihre Masse ziemlich dicht um die Symmetrieachse verteilt, was | ||
| + | {{: | ||
| + | |||
| + | Um verschiedene Torsionsmodule zu untersuchen, | ||
| + | Wie zu erwarten, zeigte der Bindfaden ein geringeres Torsionsmodul, | ||
| + | Mit dem sehr starken Torsionsmodul der Plastikstange erhöht sich die Schwingungsfrequenz entsprechend. Dies ist in folgendem Video zu sehen. | ||
| + | {{: | ||
| + | |||
| + | == Trägheitsmomente == | ||
| + | Neben der Klopapierrolle wurden noch andere Objekte vermessen, um deren Trägheitsmomente zu bestimmen: | ||
| + | * **Zollstock**: | ||
| + | * **Müslidose**(Zylinderförmig) Annamhme: homogene Massenverteilung, | ||
| + | * **Kopfhörer** Annahme: homogene Masse 213gr, Durchmesser 16cm | ||
| + | * **Topfdeckel** Masse 154gr, Durchmesser 19,5cm | ||
| + | {{: | ||
| + | |||
| + | == Reibung == | ||
| + | Die Rotation einer mit Wasser gefüllten Christbaumkugel ist stark gedämpft. So hört die Schwingung bereits nach zwei Perioden auf. Dies kommt durch die Trägheit und innere Reibung des Wassers. Mit einer viskoseren Flüssigkeit, | ||
| + | {{: | ||
| + | |||
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| + | ==== Messungen | ||
| + | Klopapierrolle. M=147g, r1=5.2cm, r2=11cm | ||
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| + | |||
| + | ^ Messung | ||
| + | ^ L=60cm | 16.5 | 16.9 | 16.9 | 16.4 | 16.5 | | ||
| + | ^ L=25cm | ||
| + | ^ L=29.5cm | ||
| + | ^ L=15.7cm | ||
| + | ^ L=10cm | ||
| + | ^ L=49cm | ||
| + | ^ L=40cm | ||
| + | ^ L=47.5cm | ||
| + | ^ L=53cm | ||
| + | ^ L=33cm | ||
| + | |||
| + | Zweite Messreihen zur Bestimmung der Trägheitsmomente | ||
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| + | ^ Material | ||
| + | ^ Müslidose | ||
| + | ^ Zollstock L=19cm | ||
| + | ^ Hohlzylinder L=36, | ||
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| + | === Aufbau Experiment 2 mit Draht === | ||
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| + | Wir haben für jedes Objekt jeweils 5 Messungen für 3 verschiedene Längen des Drahtes aufgenommen. Und der Draht wurde an den jeweiligen Objekten angebracht, indem er 2-3 mal rumgewickelt und dann zugedreht wurde. | ||
| Bei der Stange, die ja für die Messungen eigentlich senkrecht hängen soll, viel es mir sehr schwer den Mittelpunkt der Stange zu bestimmen. Als ich dann den Draht an den Mittelpunkt angebracht habe, hat sich aber rausgestellt, | Bei der Stange, die ja für die Messungen eigentlich senkrecht hängen soll, viel es mir sehr schwer den Mittelpunkt der Stange zu bestimmen. Als ich dann den Draht an den Mittelpunkt angebracht habe, hat sich aber rausgestellt, | ||
| Wir nutzen also Messwerte einer nicht-senkrechten Stange. | Wir nutzen also Messwerte einer nicht-senkrechten Stange. | ||
| Als andere beide Objekte wurden ein Topfdenkel und Kopfhörer verwendet. | Als andere beide Objekte wurden ein Topfdenkel und Kopfhörer verwendet. | ||
| + | |||
| + | L = 40cm: | ||
| ^ Messung für 10 Schwingungen in Sekunden | ^ Messung für 10 Schwingungen in Sekunden | ||
| Line 17: | Line 73: | ||
| ^ Topfdeckel/ | ^ Topfdeckel/ | ||
| ^ Topfdeckel/ | ^ Topfdeckel/ | ||
| - | ^ Kopfhörer/ | + | ^ Kopfhörer/ |
| ^ Kopfhörer/ | ^ Kopfhörer/ | ||
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| + | L = 30cm: | ||
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| + | ^ Messung für 10 Schwingungen in Sekunden | ||
| + | ^ Stange/ | ||
| + | ^ Stange/ | ||
| + | ^ Topfdeckel/ | ||
| + | ^ Topfdeckel/ | ||
| + | ^ Kopfhörer/ | ||
| + | ^ Kopfhörer/ | ||
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| + | L = 20cm: | ||
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| + | ^ Messung für 10 Schwingungen in Sekunden | ||
| + | ^ Stange/ | ||
| + | ^ Stange/ | ||
| + | ^ Topfdeckel/ | ||
| + | ^ Topfdeckel/ | ||
| + | ^ Kopfhörer/ | ||
| + | ^ Kopfhörer/ | ||