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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
