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a_mechanik:kippender_besenstiel:gruppenseiten:gruppe321:start [14 January 2021 13:07] – [Diese Seiten] louisamundrya_mechanik:kippender_besenstiel:gruppenseiten:gruppe321:start [14 January 2021 15:43] (current) – [Versuchsaufbau] manuelrubenbley
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-====== Besenstiel -- gruppe321 ====== +====== Besenstiel -- Gruppe 321 ====== 
-Der Versuch wurde durchgeführt von: Louisa Mundry und Manuel Ruben Bley \\ +<fs medium>Der Versuch wurde durchgeführt von: Louisa Mundry und Manuel Ruben Bley</fs>
-Die Wiki-Seite wurde angelegt am: 18 December 2020 16:08+
  
-====== Diese Seiten ====== 
  
  
  
  
-===== Computerprogramm ===== 
-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.+===== Numerische Lösung der Bewegungsgleichung =====
  
-Beispiel: +<fs medium>Um die gegebene Bewegungsgleichung</fs> 
-<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 ===== +{{:a_mechanik:kippender_besenstiel:gruppenseiten:gruppe321:bewegungsgleichung_2.png?nolink&250|}}
-Ihr Versuchsaufbau sollte so beschrieben sein, dass er für sich stehend verständlich ist - gerne mit einem Foto.+
  
-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:gruppe321). 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. +<fs medium>numerisch zu lösen haben wir uns für eine "Programmierung" in Excel entschieden.</fs>
  
-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.+{{:a_mechanik:kippender_besenstiel:gruppenseiten:gruppe321:bewegungsgleichung_excel.png?nolink&1000|}}
  
-===== Tabellen ===== +<fs medium>Wie die Überschriften der Spalten bereits anmuten lassen ist in den Spalten von links nach rechts die Zeit , der Auslenkungswinkel , die Winkelgeschwindigtkeit und die Winkelbeschleunigung angegeben. \\ 
-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.+In den jeweiligen Zeilen darunter befinden sich die Formeln, mit denen die folgenden Iterationen des Zeitschrittverfahrens berechnet werden. </fs> \\ 
 + 
 +<fs medium>In Feld **E4** befindet sich die in der Versuchsanleitung gegebene **Bewegungsgleichung** für die **Winkelbeschleunigung** mit Bezug auf die Felder der Eingabeparameter, die sich in diesem Fall aus Startwinkel(C4), Besenstiellänge(G5) und Erdbeschleunigung(G8) zusammensetzen. \\ 
 +Während der Bezug auf den Auslenkungswinkel bei den folgenden Iterationen auf die weiteren Zeilen angepasst wird, sind die Bezüge für Besenstiellänge und Erdbeschleunigung auf die Ausgangsfelder fesgesetzt. </fs>\\  
 + 
 + 
 +<fs medium>In Feld **D5** wird mit Hilfe der Winkelbeschleunigung(E4) die aktuelle **Winkelgeschwindigkeit** berechnet. Die Formel haben wir dem Zeitschrittverfahren in der Versuchsanleitung entnommen. Dabei errechnet sich die Winkelgeschwindigkeit zum Zeitpunkt t aus der Summe der Winkelgeschwindigkeit des vorherigen Zeitschritts(D4) mit dem Produkt der Winkelbeschleunigung(E4) und dem Zeitschritt(B5-B4). </fs>\\ 
 + 
 +<fs medium>In Feld **C5** wird der aktuelle **Auslenkungswinkel** berechnet. Auch diese Formel haben wir des Zeitschrittverfahrens der Versuchsanleitung entnommen. Um den aktuellen Auslenkungswinkel zu erhalten wird hier die Summe des vorherigen Winkels(C4) mit dem Produkt aus Zeitschritt(B5-B4) und aktueller Winkelgeschwindigkeit(D5) gebildet.</fs> \\ 
 + 
 +<fs medium>In den Feldern **C4**, **G5** und **G8** befinden sich die Eingabeparameter bzw. die Variablen **Startwinkel φ0**, **Besenstiellänge l** und **Erdbeschleunigung g**.</fs> \\ 
 + 
 +===== Versuchsaufbau ===== 
 + 
 +{{:a_mechanik:kippender_besenstiel:gruppenseiten:gruppe321:versuchsaufbau_quer.jpg?nolink&220x340|}} 
 +{{:a_mechanik:kippender_besenstiel:gruppenseiten:gruppe321:versuchsaufbau_pappe.jpg?nolink&250x340|}} 
 + 
 +<fs medium>Um den Versuch Durchzuführen nutzen wir einen freihstehenden vertikalen Balken, an dessen Fußende wir den längenverstellbaren Besenstiel stellen. Die Plattform auf den der Balken steht befindet sich etwa auf der selben Höhe wie die Oberfläche des Teppichs.\\ 
 +Um den Winkel zu bestimmen, wurde der Abstand von Stabspitze und Balken im rechten Winkel zum Balken gemessen und über den Winkelsatz mit der Stablänge der Winkel φ berechnet.\\ 
 +Die Zeitmessung wurde mit der akustischen Stoppuhr von phyphox durchgeführt und das Gerät etwa einen Meter vom Aufschlagpunkt der Stabspitze und der geräuschquelle des Startsignals(Schnipsen) entfernt platziert.\\ 
 +Um den Einfluss der Luftreibeung zu bestimmen, wurde ein starres Stück Pappe mit doppelseitigem Klebeband am Kopfende des Besenstiels befestigt.\\ 
 +Jede Messiteration wurde 5 mal durchgeführt und einen Mittelwert bilden zu können, wobei für die verschiedenen Längen der selbe Besenstiel genutzt wurde. 
 +</fs> 
 +===== Messwerte ===== 
 + 
 +<fs medium>Die Fallzeit t bei einer Besenstiellänge von l<sub>1</sub>=1,305m:</fs> 
 +^Startwinkel φ0/Messung ^1 ^2 ^3 ^4 ^5 ^Mittelwert^ 
 +|22,53° |0,654s |0,657s |0,668s |0,655s |0,669s |0,6606s   | 
 +|27,37° |0,643s |0,642s |0,644s |0,637s |0,640s |0,6412s   | 
 +|37,81° |0,509s |0,508s |0,523s |0,494s |0,553s |0,5174s   | 
 +|43,6° |0,425s |0,468s |0,452s |0,428s |0,488s |0,4522s   | 
 + 
 +<fs medium>Die Fallzeit t bei einer Besenstiellänge von l<sub>1</sub>=1,305m mit erhöhtem Luftwiederstand:</fs> 
 +^ Startwinkel φ0/Messung  ^ 1       ^ 2       ^ 3       ^ 4       ^ 5       ^ Mittelwert  ^ 
 +| 22,53°                  | 0,769s  | 0,785s  | 0,776s  | 0,771s  | 0,790s  | 0,778s      | 
 + 
 +<fs medium>Die Fallzeit t bei einer Besenstiellänge von l<sub>2</sub>=1,177m:</fs> 
 +^Startwinkel φ0/Messung ^1 ^2 ^3 ^4 ^5 ^Mittelwert^ 
 +|22,53° |0,640s |0,643s |0,651s |0,642s |0,645s |0,6442s   | 
 +|27,36° |0,621s |0,632s |0,626s |0,618s |0,623s |0,6240s   | 
 +|37,84° |0,477s |0,510s |0,476s |0,488s |0,479s |0,4860s   | 
 +|43,62° |0,457s |0,420s |0,434s |0,469s |0,441s |0,4442s   |
  
-===== Syntax und Funktionen im Wiki =====  
-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]]