Drehschwingungen - Gruppe 328

Der Versuch wurde durchgeführt von: Marie Schwarzer und Maria Isabela Beine
Die Wiki-Seite wurde angelegt am: 19 January 2021 18:03

Das Torsionsmodul einer Aufhängung und das Trägheitsmoment aufgehangener Gegenstände wird untersucht. Dazu wird die Aufhängung an ein Stativ mit verstellbarer Höhe gebunden.

Torsionsmodul
Um das Tosionsmodul einer Gitarrensaite aus Stahl und eines Bastfadens zu bestimmen, wird ein Metallstab mit bekanntem Trägheitsmoment angebunden. Der Gegenstand wird um einen bestimmten Winkel ausgelenkt. Dann wird die Schwingungsdauer für mehere Perioden gemessen. Dies wird für verschiedene Fadenlängen durchgeführt. Schließlich kann aus einem Fit für T(L) das Torsionsmodul bestimmt werden. Für kleine Auslenkungen gilt die harmonische näherung und damit ist die Periodendauer Amplituden unabhängig.

Daten zum Metallstab

m = (22 ± 1)g
r = (0,6 ± 0,1)cm
l = (9,9 ± 0,1)cm

Trägheitsmoment
Verschiedene Geometrien werden an die Aufhängung mit bekanntem Torsionsmodul gehängt.

Bilder zur Versuchsdurchführung
Versuchsaufbau mit leerer Wasserflasche
Versuchsaufbau mit gefüllter Wasserflasche
Versuchsaufbau mit Topfdeckel

Messung Torsionsmodul

1. Messung mit Stahl-Gitarrenseite
Hier wird zunächst T von 5 Perioden ermittelt und dann geteilt.

2. Messung mit Bast
Durch eine geringere rüchtreibende Kraft ist der einfluss der Reibung zu groß, als das 5 Perioden gemessen werden können. Es wird direkt T gemessen.

Trägheitsmoment

Messung mit Gitarrensaite.

Topfdeckel mit Dicke 1mm, Durchmesser 19,2 cm.

Wasserflasche mit Durchmesser 6cm, Höhe 21cm, Dicke 3mm.