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a_mechanik:drehschwingungen:gruppenseiten:gruppe326:start [13 January 2021 15:47] – [Fragen] davinhoellmann | a_mechanik:drehschwingungen:gruppenseiten:gruppe326:start [ 3 February 2021 10:35] (current) – [Vorüberlegungen] davinhoellmann | ||
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Der Versuch wurde durchgeführt von: Jan Schimansky und Davin Höllmann \\ | Der Versuch wurde durchgeführt von: Jan Schimansky und Davin Höllmann \\ | ||
Die Wiki-Seite wurde angelegt am: 13 Januar 2021 16:22 | Die Wiki-Seite wurde angelegt am: 13 Januar 2021 16:22 | ||
- | Uff bin dumm | + | |
- | ====== | + | ====== |
- | === Welche Anfangsbedingungen führen auf die Lösung (3)? === | + | Im folgenden Versuch wird die Drehschwingung eines Torsionsmoduls und die damit verbundene Physik untersucht. Der Versuch ist in zwei Teile aufgeteilt. Zum einen werden im Home-Lab Messreihen von vier verschiedenen Torsionsaufhängungen die Torsionsmodule bestimmt indem ein Stab mit bekanntem Trägheitsmoment ausgelenkt wird und die Periodenzeit gemessen wird. Zusätzlich werden die Trägheitsmomente zweier Gegenstände über eine zuvor bestimmte Torsionsaufhängungen ermittelt.\\ |
- | === Welche Anfangsbedingungen führen auf die Lösung (3)? === | + | |
- | === In welchen Einheiten | + | Im Wiki werden die Vorüberlegungen und der Versuchsaufbau sowie die zugehörigen Messwerte dokumentiert.\\ |
- | === Setzen Sie Gl. (3) in Gl.(2) ein und beweisen Sie damit die Beziehung für w. === | + | Der Versuchsbericht deckt dann die Auswertung und Erklärung des Beobachteten ab. |
- | === Wie kann man ein Drehmoment experimentell bestimmen? | + | |
- | === Auf das System wirke ein Drehmoment D. Wie groß ist die Arbeit dW, wenn das System um dj gedreht | + | |
- | === Wie lautet | + | |
+ | ====== | ||
+ | === Stange === | ||
+ | Zuerst wird der mitgegebene Stab vermessen damit das zugehörige Trägheitsmoment ausgerechnet | ||
+ | | Masse m in g | 32,0 | | ||
+ | | Länge l in mm | 149,97 | | ||
+ | | Durchmesser | ||
+ | |||
+ | Für alle folgenden Messungen folgt der gleiche Grundaufbau und das gleiche Verfahren. Die Drähte sind jeweils an einer Aufhängung und dem drehenden Gegenstand befestigt. Die Länge des Drahtes wird von der Aufhängung zum Mittelpunkt des Stabes mit einem Zollstock (±0,5mm) gemessen. Die Drahtdicken werden wie der Stab per digitaler Schieblehre gemessen. | ||
+ | Hängt der Stab nun ruhig wird er um einen Winkel | ||
+ | === Torsionsaufhängungen | ||
+ | In diesem Teil werden für 4 verschiedene Torsionsaufhängungen Messreihen durchgeführt. Dabei werden für einen Kupferdraht, | ||
+ | |||
+ | Zuerst werden fünf Messreihen für unterschiedliche Drahtlängen mit einem dünnen Federstahldraht durchgefüht. Die Drahtdicke beträgt | ||
+ | | dünner Federstahldraht | ||
+ | | Länge: 163mm | 11,00 | 11,07 | 11,05 | 11,31 | 11,26 | 11,14 | 2,23 | 0,12; 0,03 | | ||
+ | | Länge: 258mm | 13,73 | 13,42 | 13,62 | 13,76 | 13,93 | 13,69 | 2,74 | 0,12; 0,03 | | ||
+ | | Länge: 336mm | 15,90 | 15,60 | 15,73 | 15,77 | 15,74 | 15,75 | 3,15 | 0,12; 0,03 | | ||
+ | | Länge: 408mm | 17,16 | 17,29 | 17,29 | 17,23 | 17,43 | 17,28 | 3,46 | 0,12; 0,03 | | ||
+ | | Länge: 485mm | 18,84 | 18,52 | 18,58 | 18,66 | 18,71 | 18,66 | 3,73 | 0,12; 0,03 | | ||
+ | Anschließend wird eine Messreihe mit einem dicken Federstahldraht durchgefüht. Die Drahtdicke beträgt (0, | ||
+ | | dicker Federstahldraht | ||
+ | | | 8,61 | 8,70 | 9,08 | 8,76 | 8,70 | 8,77 | 1,75 | 0,12; 0,03 | | ||
+ | Zusätzlich wird eine Messreihe mit einem Kupferdraht durchgefüht. Die Drahtdicke beträgt | ||
+ | | Kupferdraht | ||
+ | | | 23,82 | 23,74 | 23,76 | 23,45 | 23,59 | 23,67 | 4,73 | 0,12; 0,03 | | ||
+ | Als letzte Torsionsaufhängung wird eine Messreihe mit einer monofilen Angelschnur durchgefüht. Die Drahtdicke beträgt (0, | ||
+ | | monofile Angelschnur | ||
+ | | | ||
+ | === Trägheitsmomente | ||
+ | Der Grundaufbau bleibt gleich. Anstatt des Stabes werden nun aber jeweils einmal eine Bierflasche und ein Tennisball als Geometrien des Torsionspendels genutzt. Genutzt | ||
+ | |||
+ | Gestartet wird mit einer Flensburgerflasche und einer Drahtlänge von (254, | ||
+ | | Bierflasche | Messung 1 in s | Messung | ||
+ | | | ||
+ | Als zweiter Gegenstand dient ein alter Tennisball dessen Befestigung eine Drahtlänge von (146, | ||
+ | | Tennisball | Messung 1 in s | Messung 2 in s | Messung 3 in s | Messung 4 in s | Messung 5 in s | Mittelwert in s | Periodenzeit $T$ in s | Standardfehler $T_5$; $T$ in s | | ||
+ | | | ||
+ | Der Tennisball wird zusätzlich mit der der Schieblehre (±0,005mm) und der Küchenwaage (±0,5g) vermessen, um später das Trägheitsmoment | ||
+ | | Masse m in g | 57 | | ||
+ | | Durchmesser D in mm | 63,83 | |