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--- a_mechanik:kippender_besenstiel:gruppenseiten:gruppe315:start [21 December 2020 11:15] – created laura.pruess@stud.uni-hannover.de
+++ a_mechanik:kippender_besenstiel:gruppenseiten:gruppe315:start [ 8 January 2021 20:43] (current) – Info Box laura.pruess@stud.uni-hannover.de
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-====== Besenstiel -- gruppe315 ======
+====== Besenstiel -- Gruppe 315 ======
 Der Versuch wurde durchgeführt von: Nina Gox und Laura Prüß \\
 Die Wiki-Seite wurde angelegt am: 21 December 2020 12:10
-====== Diese Seiten ======
-Diese Seite und ihre Unterseiten sind Ihr Bereich im APwiki für die Bearbeitung
-des Heim-Versuchs "Kippender Besenstiel". Er soll die Funktion übernehmen, die
-im Präsenzpraktikum das Heft hat. Das heißt, es ist Ihre Logbuch für das, was
-Sie konkret experimentell und bei der Programmierung durchführen.
-Legen Sie Fotos ab, notieren Sie Messwerte, laden sie ihr Programm hoch. Form
+====== Versuchsaufbau ======
-und Formatierung sind dabei zweitrangig.
-Damit dieser Bereich diese Aufgabe erfüllen kann, haben wir ihn mit speziellen
+=== Versuch 1: Kippender Besenstiel ===
-Zugriffsrechten ausgestattet:
-  - Ihre Gruppe hat das exklusive Schreibrecht für diese Seite.
-  - Die Seite ist nur für Ihre Gruppe, die Tutoren und die Praktikumsleitung einsehbar.
-Unten auf dieser Seite finden Sie einen Abschnitt "Diskussion". Über diesen Abschnitt
+Für den Versuch wurde ein Besenstiel der Masse $m=(0,451\pm0,002)\text{kg}$ und der Länge $l=1,4\text{m}$.
-findet die Kommunikation mit Ihrem Tutor statt. Sie oder er wird Ihnen dort
+Der Spitze des Besenstiels wird gegen Steine gelehnt, um zu verhindert, dass der Besenstiel auf den Boden rutscht. Ein Tisch wird mit der Kante parallel zum Boden  und zur Fallebene des Stieles gestellt. Gemessen wird dann der Winkel $\varphi^{\prime}_0$ zwischen Tisch und Besenstiel. Dann ist der Anfangswinkel $\varphi_0=\frac{\pi}{2}-\varphi^{\prime}_0$.
-Rückmeldung zu Ihrem Versuchsbericht geben.
+Ein Lineal wird so auf dem Tisch festgehalten, dass es ein wenig über die Tischkante hinausragt. Der Besenstiel wird auf das Lineal gelehnt. Sobald der Stiel fallen gelassen werden soll, wird das Lineal entfernt. Durch diese Konstruktion lässt sich ein Anfangsschub vermeiden. \\
+Zur Zeitmessung wird die akustische Stoppuhr der App phyphox genutzt. Um die Zeitmessung zu beginnen wird mit der Zunge geschnalzt. Die Messung wird durch den Aufprall des Stiels auf den Boden beendet.
-Hier im Wiki gibt es [[:vorlage-versuchsbericht:start|Hinweise für die
+=== Versuch 2: Kippender Besenstiel ===
-Formatierung ihres Versuchsberichts mit Latex]]. Den Versuchsbericht geben Sie
-dann im Ilias ab.
-<note>Alles, was beim ersten Aufruf auf der Seite zu lesen ist, soll Ihnen
+Der verwendete Besenstiel aus Holz hat nach Herstellerangaben eine Länge von $l=1,40\text{m}$ , was durch Nachmessen bestätigt wurde.
-den Start erleichtern. Sie können es nach Belieben löschen und durch Ihre
+Am unteren Ende wird der Besenstiel gegen einen Stapel Bücher geleht, um immer die gleiche Startposition zu haben.
-eigenen inhalte ersetzen. </note>
+Der Aufbau befindet sich direkt neben einem Tisch. An der Tischkante werden Markierungen angebracht, sodass der Besenstiel bei einem Winkel $\varphi$ von $0\text{°}$ gerade bei der Markierung $0\text{cm}$ ist. Die Tischhöhe beträt $h=(1,25\pm0,01)\text{m}$. So kann trigonometrisch der Winkel berechnet werden. Zur Kontrolle wird der Winkel zwischen Tischkante und Besenstiel mit einem Geodreieck nachgemessen.
-===== Computerprogramm =====
+Nun wird der Besenstiel gegen ein langes Lineal, welches an der Markierung auf dem Tisch liegt, gelehnt. Dann wird der Besen fallen gelassen. Da selbst mit Teppichfußboden das Geräusch sehr laut ist, wird eine zusätzlich eine Decke als Unterlage verwendet.
-Dokumentieren Sie hier im Wiki das Programm, das Sie für die Lösung der Bewegungsgleichung des Besenstiels geschrieben haben. Dafür eignet sich dafür besonders gut die Umgebung <nowiki><code></nowiki>. Wenn Sie dieser Umgebung mitteilen, in welcher Sprache das Programm geschrieben wurde wird die Syntax automatisch farbig hervorgehoben. ([[doku>de:wiki:syntax#syntax-hervorhebung|Dokumentation dazu]]) ((Die Liste der Programmiersprachen in der deutschsprachigen Dokumentation ist bei weitem nicht vollständig. Siehe die [[doku>wiki:syntax#syntax_highlighting|englische Variante]]))
-Außerdem ist es möglich einen Link zum Download des präsentierten Programm-Codes anzuzeigen. Dazu geben Sie in dem einleitenden code-Tag einen Dateinamen an. Der Download bezieht sich unmittelbar auf das Im Editor eingetragene Programmstück. Ein getrennter Upload ist nicht nötig.
+Die Fallzeit $T$ wird mit der akustischen Stoppuhr von phyphox gemessen. Beim Fallenlassen des Besenstiels wird auf den Tisch geklopft und die Stoppuhr startet. Bei Knall des Besenstiels auf den Fußboden wird die Zeit gestoppt.
+Für jeden Winkel wird fünf mal die Fallzeit ermittelt.
+=== Versuch 3: Reibung ===
-Beispiel:
+Eine A4-Seite aus Pappe wird an den Besenstiel geklebt mit Packetband. Es wird dadurch die Luftreibung erhöht. Ansonsten wird der selben Aufbau wie in Versuch 1 genutzt. Um einen Vergleich zu haben, wird der Versuch bei gleichem Anfangswinkel durchgeführt mit und ohne zusätzlicher Luftreibung.
-<code><code c [enable_line_numbers="true"] hello-besenstiel-world.c >
-#include <stdio.h>
-int main()
-{
-   printf("Hello, World!");
-   return 0;
-}
-</code>
-wird dargestellt als
-<code c [enable_line_numbers="true"] hello-besenstiel-world.c >
-#include <stdio.h>
-int main()
-{
-   printf("Hello, World!");
-   return 0;
-}
-</code>
-===== Bilder einbinden =====
+=== Versuch 4: Reibung ===
-Ihr Versuchsaufbau sollte so beschrieben sein, dass er für sich stehend verständlich ist - gerne mit einem Foto.
+Um den Einfluss der Luftreibung zu untersuchen, wird ein dünnerer Bambusstab der Länge $l=(1,29\pm0,01)\text{m}$ verwendet.
+Dazu werden zwei DIN-A4-Blätter mit Tesafilm an dem Stab befestigt. Dies erhöht die Luftreibung.
-Ein Bild laden Sie ins Wiki, indem Sie im Editor in der Knopfleiste auf den kleinen Bildrahmen klicken. In einem neuen Fenster öffnet sich ein Dialog mit einem Dateibaum. Dort navigieren Sie zu "Ihrer" Baustelle (a_mechanik:kippender_besenstiel:gruppenseiten:gruppe315). Anschließend nutzen Sie den Dialog auf der rechten Seite, um Ihr Bild hochzuladen. Mit einem Klick auf die Zeile ihres Bildes erzeugen Sie im Hauptfenster einen Befehl, der das Bild lädt.
+Obige Konstruktion kann aufgrund der geringeren Länge des Stabs nicht mehr verwendet werden.
+Nun wird der Winkel direkt mit einem Geodreieck gemessen. Beim Loslassen des Stabs wird mit einem Schnalzgeräusch die akustische Stoppuhr gestartet, und beim Aufprall auf den Fußboden die Zeit gestoppt.
-Im einfachsten Fall landet ein Bild direkt an der Stelle im Text, an der Sie es eingefügt haben (Siehe [[doku>de:wiki:syntax#bilder_und_andere_dateien]]. [[wiki:advanced_user_hints#images_and_movies|Hier]] gibt es einen Überblick, was sonst noch möglich ist.
+Der Versuch wird ohne zusätzliche Luftreibung wiederholt.
-===== Tabellen =====
+===== Messergebnisse =====
-Für eine Tabelle mit Ihren Messwerten gibt es im oben im Editfenster des Wikis eine Hilfsfunktion. Sie versteckt sich hinter einem Knopf der so aussieht, wie ein hellblauer Taschenrechner.
+Alle Zeitmessungen sind in Sekunden.
-===== Syntax und Funktionen im Wiki =====
+=== Messergebnisse zu Versuch 1 ===
-Hier noch Links zu
-  * den [[doku>de:wiki:syntax|Grundbefehlen von Dokuwiki]],
-  * [[:wiki:apwiki_features|lokal installierten Erweiterungen]] und
-  * [[:wiki:advanced_user_hints|noch mehr lokal installierte Erweiterungen]]
+Verwenden wurde ein Besenstiel der Länge $l=1,4\text{m}$.
+| Messung  | φ₀=45°  | φ₀=35°  | φ₀=25°  | φ₀=15°  | φ₀=5°  | φ₀=20°  |
+^ 1        ^ 0,432   | 0,519   | 0,64    | 0,902   | 1,031  | 0,742   |
+| 2        | 0,445   | 0,52    | 0,645   | 0,942   | 1,048  | 0,759   |
+| 3        | 0,437   | 0,514   | 0,645   | 0,903   | 1,039  | 0,719   |
+| 4        | 0,436   | 0,564   | 0,664   | 0,921   | 1,039  | 0,715   |
+| 5        | 0,424   | 0,55    | 0,653   | 0,93    | 1,049  | 0,745   |
+=== Messergebnisse zu Versuch 2 ===
+Verwenden wurde ein Besenstiel der Länge $l=1,4\text{m}$.
+^ Winkel $\varphi$  ^ Strecke $s$  ^ $t_1$ in s      ^ $t_2$ in s  ^ $t_3$ in s  ^ $t_4$ in s  ^ $t_5$ in s  ^ **Mittelwert**  |
+| 8                 | 10           | 0,757           | 0,86        | 1,07        | 1,005       | 0,99        | 0,9364          |
+| 11                | 15           | 0,924           | 0,939       | 0,772       | 0,906       | 0,931       | 0,8944          |
+| 15                | 20           | 0,822           | 0,829       | 0,791       | 0,786       | 0,843       | 0,8142          |
+| 19                | 25           | 0,728           | 0,791       | 0,734       | 0,758       | 0,783       | 0,7588          |
+| 23                | 30           | 0,484           | 0,692       | 0,699       | 0,687       | 0,646       | 0,6416          |
+| 29                | 40           | 0,557           | 0,623       | 0,658       | 0,612       | 0,554       | 0,6008          |
+| 34                | 50           | 0,554           | 0,511       | 0,531       | 0,553       | 0,498       | 0,5294          |
+| 39                | 60           | 0,466           | 0,513       | 0,494       | 0,524       | 0,473       | 0,494           |
+| 44                | 70           | 0,477           | 0,479       | 0,479       | 0,489       | 0,422       | 0,4692          |
+| 48                | 80           | 0,481           | 0,433       | 0,466       | 0,428       | 0,466       | 0,4548          |
+| 51                | 90           | 0,453           | 0,42        | 0,448       | 0,322       | 0,37        | 0,4026          |
+| 55                | 100          | 0,323           | 0,415       | 0,363       | 0,321       | 0,386       | 0,3616          |
+| 57                | 110          | 0,411           | 0,314       | 0,369       | 0,366       | 0,237       | 0,3394          |
+=== Messergebnisse zu Versuch 3 ===
+Verwenden wurde ein Besenstiel der Länge $l=1,29\text{m}$.
+^ **Winkel**  ^ **Bogenmaß**  | **Messung 1**  | **Messung 2**  | **Messung 3**  | **Messung 4**  | **Messung 5**  | **Mittelwert**  |
+| 20          | 0,349066667   | 0,742          | 0,759          | 0,719          | 0,715          | 0,745          | 0,736           |
+| 10          | 0,174533333   | 0,811          | 0,854          | 0,806          | 0,752          | 0,751          | 0,766           |
+| 40          | 0,698133333   | 0,43           | 0,4            | 0,431          | 0,377          | 0,403          | 0,403           |
+=== Messergebnisse zu Versuch 4===
+Verwenden wurde ein Bambusstab der Länge $l=1,4\text{m}$.
+Bambusstab mit zusätzlicher Reibung
+^ Winkel $\varphi$  ^ Bogenmaß in °    ^ Messung1  ^ Messung2  ^ Messung3  ^ Messung4  ^ Messung5  ^ Mittelwert  |
+| 45      | 0,785398163  | 0,526     | 0,764     | 0,578     | 0,716     | 0,679     | 0,6526      |
+| 20      | 0,34906585   | 0,938     | 1,023     | 0,96      | 1,028     | 1,014     | 0,9926      |
+| 10      | 0,174532925  | 1,323     | 1,365     | 1,306     | 1,361     | 1,443     | 1,3596      |
+Bambusstab
+^ Winkel $\varphi$  ^ Bogenmaß in °    ^ Messung1  ^ Messung2  ^ Messung3  ^ Messung4  ^ Messung5  ^ Mittelwert  |
+| 45      | 0,785398163  | 0,73      | 0,628     | 0,576     | 0,628     | 0,713     | 0,655       |
+| 20      | 0,34906585   | 0,7       | 0,694     | 0,683     | 0,584     | 0,745     | 0,6812      |
+| 10      | 0,174532925  | 0,953     | 0,922     | 0,807     | 0,844     | 0,944     | 0,894       |
+<WRAP center round info 60%>
+Der Python-Code sowie der Versuchsbericht finden sich in der hochgeladenen Zip-Datei auf Ilias.
+</WRAP>

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