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Das Federpendel. Versuchsaufbau und Messprotokoll

Studienarbeit 2011 15 Seiten

Physik - Mechanik

Leseprobe

Inhalt

1) Einleitung

2) Versuchsbeschreibung
Versuchsaufbau:
Materialien:
Versuchsdurchführung

3) Messprotokoll
Gewogenen Massen und die dazugehörige Nummer
Angehängte Masse und die resultierende Dehnung
Schwingungszeit pro 20 Schwingungen
Toleranzen / Messfehler

4) Ergebnisse
Aufgabe
Aufgabe
Aufgabe

5) Fehlerrechnung
Fehlerrechnung für [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten]:
Fehlerrechnung für [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten] :
Fehlerrechnung für [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten]›
Fehlerrechnung für die Federkonstante D :
Fehlerrechnung für die Erdbeschleunigung g :

1) Einleitung

Bei diesem Versuch (M10) wurde ein Federpendel untersucht, an welches verschiedene Massen angehängt werden konnten.Betrachtet man zunächst ein idealisiertes Federpendel, dessen angehängte Masse man um die Strecke x aus der Ruhelage ausgelenkt, so erhält man als rücktreibende Kraft der Feder

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

mit der Federkonstante D. Lässt man nun die Masse los, so ergibt sich

mit

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

die Kräftebilanz

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Die Bewegungsgleichung dieses Pendels lautet also

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

als Differentialgleichung einer harmonische Schwingungen mit die Periodendauer für

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Damit wäre die Periodendauer für die Feder ohne angehängte Massen, also m = 0, ebenfalls gleich Null.

Die Feder selbst besitzt jedoch auch eine Masse mf.

Nach dem Energieerhaltungssatz muss die Summe aus potentieller und kinetischer Energie des Systems eine Konstante und Kinetischer Energie des Systems eine Konstante sein. Die potentielle Energie des Pendels in der Lage x beträgt

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Die kinetische Energie des Massekörperes beträgt

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Die Gesamtenergie des Federpendels in der Summe beträgt dann

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Daraus ergibt sich nach der Ableitung nach der Zeit die Schwingungsgleichung.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Mit der Periodendauer

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Trägt man nun T2 als Funktion von m auf, so erhält man die dynamische Kennlinie, aus deren Steigung der Gerade [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten]beträgt. Die dynamische Kennlinie schneidet die Abszisse bei

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Weiterhin lässt sich aus einer Auftragung von m über x bei verschiedenen angehängten Massen die Erdbeschleunigung g ermittelten. Aus der Steigung S der so modifizierten statischen Kennlinie ergibt sich g mit

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

[...]

Details

Seiten
15
Jahr
2011
ISBN (eBook)
9783656063056
Dateigröße
495 KB
Sprache
Deutsch
Katalognummer
v181899
Institution / Hochschule
Hochschule RheinMain - Wiesbaden Rüsselsheim Geisenheim
Note
1,3
Schlagworte
Federkonstante harmonische Schwingung potentielle Engergie Kinetische Energie Periodendauer Schwingzeit Auslenkung Ruhelage

Autor

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Titel: Das Federpendel. Versuchsaufbau und Messprotokoll