Der Versuch wurde durchgeführt von: Roland Springer und Anna Hahn
Die Wiki-Seite wurde angelegt am: 10 January 2021 20:12

Diese Seite und ihre Unterseiten sind Ihr Bereich im APwiki für die Bearbeitung 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 und Formatierung sind dabei zweitrangig.

Damit dieser Bereich diese Aufgabe erfüllen kann, haben wir ihn mit speziellen Zugriffsrechten ausgestattet:

1. Ihre Gruppe hat das exklusive Schreibrecht für diese Seite.
2. Die Seite ist nur für Ihre Gruppe, die Tutoren und die Praktikumsleitung einsehbar.

Unten auf dieser Seite finden Sie einen Abschnitt “Diskussion”. Über diesen Abschnitt findet die Kommunikation mit Ihrem Tutor statt. Sie oder er wird Ihnen dort Rückmeldung zu Ihrem Versuchsbericht geben.

Hier im Wiki gibt es Hinweise für die Formatierung ihres Versuchsberichts mit Latex. Den Versuchsbericht geben Sie dann im Ilias ab.

Unser Programm haben wir mit Wolfram Mathematica geschrieben, für das es anscheinend keine Unterstützung innerhalb Dokuwiki, deshalb ist die Umsetzung eventuell etwas unelegant. Das Programm dupliziert im Wesentlichen die vorgegebene Prozedur, (siehe Praktikumsbericht für eine genaue Beschreibung derselben) und lässt diese mit Hilfe einer “While-loop” durchlaufen, bis der Winkel φ einen Wert ≥ π/2 erreicht (90 Grad im Bogenmaß). An diesem Punkt wird die vergangene Zeit t ausgegeben. Implementiert wird diese Prozedur mit Hilfe der Mathematica-Struktur “Module”, welche eine Ausführung beliebig vieler Prozesse innerhalb der selben Funktion erlaubt (wie es hier auch notwendig ist). Die Aufrufe der Round-Funktion (rundet das erste Argument auf die Nachkommastellen des zweiten Arguments) waren notwendig, weil Fließkommazahlen auf dem Computer nur mit endlicher Präzision dargestellt werden (so wird z.B. 0,01 unter Umständen als 0,009999999997 dargestellt), und es deshalb an manchen Stellen Probleme mit der korrekten Erkennung von Werten gab.

Numerische_Lösung_Besenstiel.nb

Zeit[Startwinkel_, Stablänge_, Schrittlänge_] :=
 Module[{φ_0 = Startwinkel, 
   l = Stablänge, Δt = Schrittlänge},
  ClearAll;
  τ = Sqrt[(2*l)/(3*9.81)];
  φ''[0] = Sin[φ_0]/τ^2;
  t = Round[Δt, Δt];
  φ'[t] = Δt*φ''[0];
  φ[t] = Phi_0 + Δt*φ'[t];
  While[φ[Round[t, Δt]] < Pi/2,
   φ''[Round[t, Δt]] = 
      Sin[φ[Round[t, Δt]]]/τ^2;
   t = Round[t + Δt, Δt];
   φ'[Round[t, Δt]] = 
      φ'[Round[t - Δt, Δt]] + 
      Δt*φ''[Round[t - Δt, Δt]];
   φ[Round[t, Δt]] = 
      φ[Round[t - Δt, Δt]] + 
      Δt*φ'[Round[t, Δt]];
   ];
  t
  ]

Ihr Versuchsaufbau sollte so beschrieben sein, dass er für sich stehend verständlich ist - gerne mit einem Foto.

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:gruppe338). 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.

Im einfachsten Fall landet ein Bild direkt an der Stelle im Text, an der Sie es eingefügt haben (Siehe de:wiki:syntax#bilder_und_andere_dateien. Hier gibt es einen Überblick, was sonst noch möglich ist.

Zur Verdeutlichung des Versuchs und der Versuchsdurchführung haben wir folgende Bilder:

1: Die beiden benutzten Stäbe nebeneinander (links der Stab mit Länge 159,8 cm, rechts derjenige mit Länge 130,5 cm)

2: Das Lot, dass zur Bestimmung der korrekten Höhe genutzt wurde.

3: Ansicht der Messdurchführung: Der Stab wird vorgebeugt, bis das Lot den Boden berührt.

4: Zwei Bilder von dem mit Drachen erweiterten Stab (Länge 159,8 cm)

Für den Fall, dass die Graphen im Versuchsbericht nicht ausreichend groß waren, sind auch diese hier noch einmal hinterlegt:

graph_l1.pdf

graph_l2.pdf

graph_l1_vlg_num_lsg.pdf

graph_l2_vgl_num_lsg.pdf

graph_l2_drachen.pdf

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.

Messwerte für L1 = 130,4 cm

Messwerte für L2 = 159,8 cm

Messwerte für L2 = 159,8 cm erweitert mit Drachen

Hier noch Links zu

• den Grundbefehlen von Dokuwiki,
• lokal installierten Erweiterungen und
• noch mehr lokal installierte Erweiterungen