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--- a_mechanik:kippender_besenstiel:gruppenseiten:gruppe334:start [17 December 2020 22:09] – created jarialexanderreuker
+++ a_mechanik:kippender_besenstiel:gruppenseiten:gruppe334:start [22 January 2021 17:24] (current) – [Simulationsprogramm (Mathematica)] jarialexanderreuker
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-====== Besenstiel -- gruppe334 ======
+====== Besenstiel -- Gruppe334 ======
 Der Versuch wurde durchgeführt von: Jari Reuker und Pascal Mazarin \\
-Die Wiki-Seite wurde angelegt am: 17 December 2020 23:09
+====== Theoretische Herleitung ======
+{{ :a_mechanik:kippender_besenstiel:gruppenseiten:gruppe334:herleitungskizze.jpg?400 |}}
-====== Diese Seiten ======
+===== Simulationsprogramm (Mathematica)=====
-Diese Seite und ihre Unterseiten sind Ihr Bereich im APwiki für die Bearbeitung
+Wir haben das Programm mit Mathematica geschrieben, doch der Upload des Programms als Notebook ist uns im Wiki leider nicht möglich, wie auch die ursprünglich verwendeten griechischen Buchstaben, die wir zu ihren lateinischen Versionen (t,f,w,a) abgeändert haben. Da auch der anzubietende Programm-Download als .nb-Datei nicht funktioniert, muss man sich das Programm leider als Textdatei herunterladen und diesen dann in Mathematica kopieren und ausführen. Zu diesem Zwecke haben wir alle Textfenster durch Mathematica-Kommentare ersetzt, auch wenn es etwas unschön ist.
-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
+<code mathematica kippenderbesenstiel_334.txt>
-und Formatierung sind dabei zweitrangig.
+t := Sqrt[(2 L)/(3 g)];
+g = 9.81;
+L = 1.45;
-Damit dieser Bereich diese Aufgabe erfüllen kann, haben wir ihn mit speziellen
+(*Simulationsprogramm*)
-Zugriffsrechten ausgestattet:
+sim[f0_, w0_, d_] :=
-  - Ihre Gruppe hat das exklusive Schreibrecht für diese Seite.
+ Module[{f = f0, w = w0, n = 0},
-  - Die Seite ist nur für Ihre Gruppe, die Tutoren und die Praktikumsleitung einsehbar.
+  While[f < Pi/2, a = Sin[f]/t^2; w = w + a*d; f = f + w*d; n++;];
+  Return[n*d](*Kippzeit*)]
-Unten auf dieser Seite finden Sie einen Abschnitt "Diskussion". Über diesen Abschnitt
+(*Einfluss der Zeitschritte*)
-findet die Kommunikation mit Ihrem Tutor statt. Sie oder er wird Ihnen dort
+Print["Kippzeit für Startwinkel 0,25rad,d=1ms: T = ",
-Rückmeldung zu Ihrem Versuchsbericht geben.
+ sim[0.25, 0.0,
+.001]];
+Print["Kippzeit für Startwinkel 0,25rad,d=10ms: T = ",
+ sim[0.25, 0.0, 0.01]];
+Print["Kippzeit für Startwinkel 0,25rad,d=50ms: T = ",
+  sim[0.25, 0.0, 0.05]];
+Print["Kippzeit für Startwinkel 0,25rad,d=0,5s: T = ",
+  sim[0.25, 0.0, 0.5]];
-Hier im Wiki gibt es [[:vorlage-versuchsbericht:start|Hinweise für die
+ListPlot[Table[sim[i*0.01, 0, 0.01], {i, 120}],
-Formatierung ihres Versuchsberichts mit Latex]]. Den Versuchsbericht geben Sie
+ PlotLabel ->
-dann im Ilias ab.
+  "Simulation der Kippzeiten für verschiedene Anfangswinkel
+  bei L=1,45m simuliert in Zeitschritten von d=10ms",
+ DataRange -> {0, 1.2}]
-<note>Alles, was beim ersten Aufruf auf der Seite zu lesen ist, soll Ihnen
+ListPlot[{Table[sim[i*0.01, 0, 0.01], {i, 120}],
-den Start erleichtern. Sie können es nach Belieben löschen und durch Ihre
+  Table[sim[i*0.01, 0, 0.05], {i, 120}]},
-eigenen inhalte ersetzen. </note>
+ PlotLabel ->
+  "Simulation der Kippzeiten für verschiedene Anfangswinkel
+  bei L=1,45m mit unterschiedlichen Zeitschritten",
+ PlotLegends -> Placed[{"d=100ms", "d=500ms"}, {0.7, 0.7}],
+ DataRange -> {0, 1.2}]
-===== 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.
-Beispiel:
+(*Jetzt lassen wir uns die theoretischen Werte für unsere Messwerte \
-<code><code c [enable_line_numbers="true"] hello-besenstiel-world.c >
+numerisch berechnen*)
-#include <stdio.h>
+L = 1.28;
-int main()
+sim[0.17, 0.0, 0.01]
-{
+L = 1.28;
-   printf("Hello, World!");
+sim[0.35, 0.0, 0.01]
-   return 0;
+L = 1.28;
-}
+sim[0.52, 0.0, 0.01]
-</code>
+L = 1.28;
-wird dargestellt als
+sim[0.7, 0.0, 0.01]
-<code c [enable_line_numbers="true"] hello-besenstiel-world.c >
+L = 1.28;
-#include <stdio.h>
+sim[0.87, 0.0, 0.01]
-int main()
+L = 1.28;
-{
+sim[0.96, 0.0, 0.01]
-   printf("Hello, World!");
-   return 0;
+L = 1.13;
-}
+sim[0.17, 0.0, 0.01]
+L = 1.13;
+sim[0.35, 0.0, 0.01]
+L = 1.13;
+sim[0.52, 0.0, 0.01]
+L = 1.13;
+sim[0.7, 0.0, 0.01]
+L = 1.13;
+sim[0.87, 0.0, 0.01]
+L = 1.13;
+sim[0.96, 0.0, 0.01]
 </code>
-===== Bilder einbinden =====
+{{:a_mechanik:kippender_besenstiel:gruppenseiten:gruppe334:simulation.jpg?400 |}}
-Ihr Versuchsaufbau sollte so beschrieben sein, dass er für sich stehend verständlich ist - gerne mit einem Foto.
+{{ :a_mechanik:kippender_besenstiel:gruppenseiten:gruppe334:zeitschritte.jpg?400|}}
-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:gruppe334). 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.
+===== Versuchsaufbau =====
+{{:a_mechanik:kippender_besenstiel:gruppenseiten:gruppe334:img_20210106_171844.jpg?400|}}{{ :a_mechanik:kippender_besenstiel:gruppenseiten:gruppe334:img_20210106_191853.jpg?500|}}{{ :a_mechanik:kippender_besenstiel:gruppenseiten:gruppe334:vid_20210107_181300.mp4 |}}
-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.
+===== Messwerte =====
+ {{:a_mechanik:kippender_besenstiel:gruppenseiten:gruppe334:ggstellung1.jpg?400|}} {{:a_mechanik:kippender_besenstiel:gruppenseiten:gruppe334:ggstellung2.jpg?400|}} {{:a_mechanik:kippender_besenstiel:gruppenseiten:gruppe334:luftwiderstand.jpg?400|}} {{:a_mechanik:kippender_besenstiel:gruppenseiten:gruppe334:ggstellung1_2.jpg?400|}} {{:a_mechanik:kippender_besenstiel:gruppenseiten:gruppe334:ggstellung2_2.jpg?400|}}
 ===== Tabellen =====
-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.
+Für eine Stablänge von 1,28m erhalten wir folgende Fallzeiten (in der ersten Zeile ist der Kippwinkel im Bogenmaß angegeben):
+^ 0,17   ^ 0,35   | 0,52   | 0,7    | 0,87   | 0,96   |
+|        |        |        |        |        |        |
+| 1.145  | 0,729  | 0,609  | 0,438  | 0,378  | 0,331  |
+| 1.253  | 0,699  | 0,578  | 0,448  | 0,34   | 0,273  |
+| 1.283  | 0,758  | 0,611  | 0,451  | 0,321  | 0,321  |
+| 1.119  | 0,797  | 0,593  | 0,443  | 0,333  | 0,287  |
+| 1.130  | 0,716  | 0,579  | 0,474  | 0,363  | 0,32   |
+Für eine Stablänge von 1,13m erhalten wir folgende Fallzeiten (in der ersten Spalte ist der Kippwinkel im Bogenmaß angegeben):
+^ 0,17  ^ 1,141  | 1,192  | 1,124  | 1,051  | 1,1    |
+| 0,35  | 0,707  | 0,672  | 0,733  | 0,724  | 0,7    |
+| 0,52  | 0,549  | 0,563  | 0,616  | 0,554  | 0,562  |
+| 0,7   | 0,425  | 0,391  | 0,411  | 0,388  | 0,396  |
+| 0,87  | 0,296  | 0,281  | 0,292  | 0,291  | 0,286  |
+| 0,96  | 0,261  | 0,262  | 0,252  | 0,252  | 0,241  |
+Unter Einfluss der Luftreibung erhalten wirfür eine Länge von l=1,28m folgende Fallzeiten:
+^ 0,17   ^ 0,35   | 0,52   | 0,7    | 0,87   | 0,96   |
+|        |        |        |        |        |        |
+| 1,372  | 0,883  | 0,663  | 0,59   | 0,416  | 0,336  |
+| 1,409  | 0,837  | 0,671  | 0,645  | 0,444  | 0,373  |
+| 1,59   | 0,889  | 0,721  | 0,58   | 0,462  | 0,377  |
+| 1,526  | 0,861  | 0,675  | 0,598  | 0,401  | 0,401  |
+| 1,578  | 0,863  | 0,721  | 0,62   | 0,456  | 0,437  |
+Die Nummerischen Werte und ihre Startwinkel für l=1,28m:
+^ 0,17  ^ 0,88  ^
+| 0,35  | 0,66  |
+| 0,52  | 0,55  |
+| 0,7   | 0,46  |
+| 0,87  | 0,38  |
+| 0,96  | 0,35  |
+Die Nummerischen Werte und ihre Startwinkel für l=1,13m:
+^ 0,17  ^ 0,82  ^
+| 0,35  | 0,62  |
+| 0,52  | 0,51  |
+| 0,7   | 0,43  |
+| 0,87  | 0,36  |
+| 0,96  | 0,33  |
+In dieser Tabelle stellen wir die Mittelwerte der Messung mit l=1,28m ohne Pappschild (2. Spalte) und mit Pappschild (3. Spalte) zu den Startwinkeln (1. Spalte) dar:
+^ 0,17  ^ 1,186   | 1,495   |
+| 0,35  | 0,7398  | 0,8666  |
+| 0,52  | 0,594   | 0,6902  |
+| 0,7   | 0,4508  | 0,6066  |
+| 0,87  | 0,347   | 0,4358  |
+| 0,96  | 0,3064  | 0,3848  |
-===== Syntax und Funktionen im Wiki =====
+In dieser Tabelle stellen wir die Mittelwerte der Messung mit l=1,13m zu den Startwinkeln (1. Spalte) dar:
-Hier noch Links zu
+^ 0,17  ^ 1,1216  ^
-  * den [[doku>de:wiki:syntax|Grundbefehlen von Dokuwiki]],
+| 0,35  | 0,7072  |
-  * [[:wiki:apwiki_features|lokal installierten Erweiterungen]] und
+| 0,52  | 0,5688  |
-  * [[:wiki:advanced_user_hints|noch mehr lokal installierte Erweiterungen]]
+| 0,7   | 0,4022  |
+| 0,87  | 0,2892  |
+| 0,96  | 0,2536  |
+==== Korrektur ====
+{{ :a_mechanik:kippender_besenstiel:gruppenseiten:gruppe334:334_v1_kippenderbesenstiel_kommentiert.pdf |Korrektur_v1}}

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