Pendel-Gruppe 351

Einleitung

In diesem Versuch wurden Eigenschaften der Drehschwingung anhand eines Drehpendels zu untersuchen. Dazu wurden sowohl ein Torsionsmodul als auch einige Trägheitsmomente bestimmt. Auch Veränderung durch sowas wie die Fadenlängenänderung wurden dabei untersucht.

Bestimmung des Torsionsmoduls

Aufbau

Zur bestimmung des Torsionsmoduls wird eine Kugel (r=6 (+/-0,2)cm, m=9 (+/-0,5)g) mit dem Faden und der Gitarrensaite an einen Wäscheständer gehangen. Nun werden für verschiedene Längen Messwerte für 5 Schwingungen genommen.

Messwerte

Von den jeweils 5 Messwerten, wurden nun die Mittelwerte berechnet.

Gitarrensaite

Länge in (+/-0,5) cm	5 Schwingungen in (+/-) s
19	4,6
44	7,738
60	7,8275
72,5	8,508
89	9,572

Faden

Länge in (+/-0,5) cm	5 Schwingungen in (+/-0,05) s
5	2,964
21,5	4,702
45,5	6,942
60	8,028
66,5	8,208
92,5	9,726

Grafik

Auswertung

Das Trägheitsmoment einer dünnwandigen Hohlkugel berechnet man mit I=2/3*m*r^2.

Mit m=10g und r=6cm ergibt sich also:

I=2/3*0,01kg*0,06^2m

I=0,000024 kg*m^2

Bestimmung des Trägheitsmoments

Messwerte

Gitarrensaite

Kugel

10 (+/- 0,5) g

Länge in cm	5 Schwingungen in s
19	4,6
44	7,738
60	7,8275
72,5	8,508
89	9,572

Baum

9 (+/- 0,5) g

Länge in cm	5 Schwingungen in s
19	4,71
44	6,928
60	8,14
72,5	8,706
89	9,71

Faden

Kugel

Länge in cm	5 Schwingungen in s
5	2,964
21,5	4,702
45,5	6,942
60	8,028
66,5	8,208
92,5	9,726

Baum

Länge in cm	5 Schwingungen in s
5	4,118
24,5	5,336
42	6,636
60	8,096
72	8,61
92,5	9,94

Grafik

Auswertung

Einfluss der Reibung

Die Weihnachtskugel wird nun mit 39 (+/- 0,5) ml Wasser befüllt und an die Gitarrensaite gehängt.

Grafik

Auswertung

Es fällt auf, dass die gedämpfte Kugel immer schneller schwingt, je länger die Saite ist, während die ungedämpfte Kugel immer langsamer wird, je länger die Saite ist.