Bestimmung des Torsionsmoduls:

Versuchsdurchführung: In diesem Versuch geht es darum, verschiedene Drehschwingungen zu untersuchen. Zu erst wollen wir das Torsionsmodul unserer Gitarrensaite bestimmen. Bei dieser Saite handelt es sich um eine D-Saite dewr Stärke 0.032 sie hat also einen Radius von r=(0.000405±0,000005)m. Wir hängen eine Metallstange, welche (0.75±0,0005)cm lang ist und einen einen Durchmesser von (0.005±0,0005) hat, am Schwerpunkt an diese Saite und Messen die doppelte Periodendauern, wenn wir sie in xy-Ebene um ca. 45° aus der Ruhelage auslenken. Dies machen wir 3 Mal für verschiedene Längen der Saite, so dass wir in unserer Auswertung die Periodendauern mitteln können und die Periodendauer gegen die Länge auftragen können. Die Messunsicherheit für die Länge der Saite, also von Aufhängung bis Objekt beträgt 0.005m, da diese Länge relativ schwer zumessen war.

2T für L= 56,4 cm in s	2T für L= 43,5 cm in s	2T für L= 31,8 cm in s	2T für L= 21,4 cm in s	2T für L= 10,5 cm in s
97,45	85,69	73,86	61,07	44,26
97,20	86,24	74,37	61,02	44,35
97,36	86,33	74,72	60,92	44,85

Bestimmung des Trägheitsmoments von Objekten

Zuerst wollen wir das Trägheitsmoment von einer Burgerpresse (m=(285±0,5)g) bestimmen. wir tauschen die Stange gegen die Burgerpresse aus und führen den Versuch erneut durch, messen hier aufgrund der Geringeren Periodendauer aber die dreifahe Periodendauer

3T für L= 46,3 cm in s	3T für L= 37,7 cm in s	3T für L= 31,1 cm in s	3T für L= 20,0 cm in s	3T für L= 7,8 cm in s
32,55	29,55	27,14	21,97	14,58
32,94	29,74	27,27	22,29	14,51
32,81	29,87	27,25	22,09	14,57

Das gleiche machen wir nun nochmal für ein Eiffelturm-Modell (m=(300±0,5)g), hier Messen wir jedoch die fünffache Periodendauer

5T für L= 44,4 cm in s	5T für L= 34,7 cm in s	5T für L= 25,5 cm in s	5T für L= 15,3 cm in s	3T für L= 8,3 cm in s
31,51	27,65	24,23	18,82	14,4
31,39	27,78	24,44	19,09	14,53
31,42	28,05	24,6	18,95	14,62

Andere Aufhängung

Zum Schluss wollen wir nun gucken, was passiert wenn wir die Gitarrensaite gegen andere Materialien austauschen. Wir nehmen uns wieder die Stange vom Anfang mit bekanntem Trägheitsmoment und führen den Versuch von der Bestimmung des Drehmoments erneut durch. Wir bemerken, das wir bei einem Mehrzweckband aus Polypropylen keine Messwerte aufnehmen können, da der Stab bei einer Auslenkung nicht zurück schwingt. Anschließend nehmen wir ein Hoodieband (also so einem Band aus einer Kapuze). Wir bemerken, dass unsere Schwingung stark gedämpft ist, was das Aufnehmen von Messwerten deutlich schwieriger gestaltet, es klappt aber. Wir können jedoch nur die einfach Periodendauer Messen.

T für L= 50,8 cm in s	T für L= 38,2 cm in s	T für L= 22,5 cm in s	T für L= 14,8 cm in s	T für L= 7,8 cm in s
29,49	25,72	22,55	19,01	16,28
29,10	25,87	23,03	20,91	15,48
30,20	26,63	22,26	20,40	16,38