meta data for this page
Differences
This shows you the differences between two versions of the page.
Both sides previous revisionPrevious revisionNext revision | Previous revision | ||
a_mechanik:kippender_besenstiel:gruppenseiten:gruppe313:start [ 9 January 2021 13:29] – [Experiment] maltesaathoff | a_mechanik:kippender_besenstiel:gruppenseiten:gruppe313:start [10 January 2021 18:06] (current) – [Vorüberlegungen] konstantinschremmer | ||
---|---|---|---|
Line 3: | Line 3: | ||
Die Wiki-Seite wurde angelegt am: 19 December 2020 13:01 | Die Wiki-Seite wurde angelegt am: 19 December 2020 13:01 | ||
- | ====== Diese Seiten ====== | ||
- | Diese Seite und ihre Unterseiten sind Ihr Bereich im APwiki für die Bearbeitung | ||
- | des Heim-Versuchs " | ||
- | 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: | ||
- | - Ihre Gruppe hat das exklusive Schreibrecht für diese Seite. | ||
- | - Die Seite ist nur für Ihre Gruppe, die Tutoren und die Praktikumsleitung einsehbar. | ||
- | |||
- | Unten auf dieser Seite finden Sie einen Abschnitt " | ||
- | findet die Kommunikation mit Ihrem Tutor statt. Sie oder er wird Ihnen dort | ||
- | Rückmeldung zu Ihrem Versuchsbericht geben. | ||
- | |||
- | Hier im Wiki gibt es [[: | ||
- | Formatierung ihres Versuchsberichts mit Latex]]. Den Versuchsbericht geben Sie | ||
- | dann im Ilias ab. | ||
- | |||
- | < | ||
- | den Start erleichtern. Sie können es nach Belieben löschen und durch Ihre | ||
- | eigenen inhalte ersetzen. </ | ||
====== Vorüberlegungen ====== | ====== Vorüberlegungen ====== | ||
Line 33: | Line 9: | ||
Der Anteil, der Gewichtskraft, | Der Anteil, der Gewichtskraft, | ||
- | Man kann ziemlich schnell Mathematisch begründen, warum die Fallzeit unabhängig von der Masse ist: | + | Man kann ziemlich schnell Mathematisch begründen, warum die Fallzeit unabhängig von der Masse ist. Das Dehrmoment, welches auf den Stab wirkt, ist: |
- | + | ||
- | Das Dehrmoment, welches auf den Stab wirkt, ist: | + | |
$$D=m\cdot g\cdot sin(\phi)\cdot\frac{L}{2}$$ | $$D=m\cdot g\cdot sin(\phi)\cdot\frac{L}{2}$$ | ||
- | Wir rechen | + | Wir rechen |
- | Das Drehmoment lässt sich aber auch mit dem Trägheitsmoment errechnen, dieses kann man einfach nachschlagen. | + | |
- | $$D=I\cdot\ddot\omega=\frac{1}{3}\cdot m\cdot L^2\cdot\ddot\omega $$ | + | $$D=I\cdot\ddot\omega=\frac{1}{3}\cdot m\cdot L^2\cdot\ddot\phi $$ |
Setzt man diese beiden Drehmomente gleich, kürzen sich die Massen heraus und man erhält die uns bekannte Winkelbeschleungiung: | Setzt man diese beiden Drehmomente gleich, kürzen sich die Massen heraus und man erhält die uns bekannte Winkelbeschleungiung: | ||
Line 50: | Line 23: | ||
Da diese masseunabhängig ist, muss auch die Fallzeit masseunabhängig sein. Stattdessen sind die Variablen, auf die wir Einfluss nehmen können, die Stablänge und der Anfangswinkel. | Da diese masseunabhängig ist, muss auch die Fallzeit masseunabhängig sein. Stattdessen sind die Variablen, auf die wir Einfluss nehmen können, die Stablänge und der Anfangswinkel. | ||
- | Aus dem Alltag wissen wir, dass je kleiner der Starwinkel ist, desto länger ist die Kippzeit. Auch das lässt sich wunderbar mit der oben ermittelten Winkelbeschleunigung $\ddot\phi$ begründen. Verkleinert man den Starwinkel $\phi$, so ist auch die Anfangsbeschleunigugn geringer, da $sin(\phi)$ auch geringer wird. Es dauert also länger, bis der Stab eine große Geschwindikgeit | + | Aus dem Alltag wissen wir, dass je kleiner der Starwinkel ist, desto länger ist die Kippzeit. Auch das lässt sich wunderbar mit der oben ermittelten Winkelbeschleunigung $\ddot\phi$ begründen. Verkleinert man den Starwinkel $\phi$, so ist auch die Anfangsbeschleunigugn geringer, da $sin(\phi)$ auch geringer wird. Es dauert also länger, bis der Stab eine große Geschwindikgeit |
Wenn man nun die Stablänge vergrößert, | Wenn man nun die Stablänge vergrößert, | ||
Line 87: | Line 60: | ||
Dabei steht s0 für den Anfangswinkel und v0 für die Anfangsgeschwindigkeit. Die Länge das Stabes l gibt man ebenfalls einfach dazu ein. Die Länge der Zeitschritte kann man mit der eingabe bei dt festlegen. Die Ausgabe ist aufgrund des Printbefehls etwas lang, aber wir haben trotz langer Suche irgendwie keine schönere Möglichkeit gefunden. Man schaut sich dann einfach den größten Wert an, dieser schien immer gut zu passen. | Dabei steht s0 für den Anfangswinkel und v0 für die Anfangsgeschwindigkeit. Die Länge das Stabes l gibt man ebenfalls einfach dazu ein. Die Länge der Zeitschritte kann man mit der eingabe bei dt festlegen. Die Ausgabe ist aufgrund des Printbefehls etwas lang, aber wir haben trotz langer Suche irgendwie keine schönere Möglichkeit gefunden. Man schaut sich dann einfach den größten Wert an, dieser schien immer gut zu passen. | ||
+ | |||
+ | {{: | ||
+ | |||
+ | Hier sieht man nun also das Programm mit seiner Ausgabe. In diesem Fall haben wir einen Stablänge von l=1,45m gewählt. Der Ausgangswinkel betrüg 1,2rad. Die Anfangsgeschwindigkeit ist null. Die Zeitschrittgröße beträgt dt=1/ | ||
===== Experiment ===== | ===== Experiment ===== | ||
Line 112: | Line 89: | ||
- | Hier sieht man den Messaufbau. Zuerst wurde dafür gesorgt, dass der Besen einen geraden Untergund hat. Dann wurde das Lot an die Hauswand eingezeichnet, | + | Hier sieht man den zweiten |
{{: | {{: | ||
Line 140: | Line 117: | ||
| 1.1 | 0.315 | 0.291 | 0.300 | 0.301 | 0.307 | | | 1.1 | 0.315 | 0.291 | 0.300 | 0.301 | 0.307 | | ||
+ | {{: | ||
Die Lufwiderstandsmessung haben wir seperat mit einem Wischmopp mit einer Länge von l=130cm durchgeführt. | Die Lufwiderstandsmessung haben wir seperat mit einem Wischmopp mit einer Länge von l=130cm durchgeführt. | ||
- | Hier sieht maa die Messwerte ohne erhöhten Luftwiderstand und einmal mit einer DIN A4 großen Pappe an der Spitze um den Einfluss der Luftreibung zu untersuchen. | + | Hier sieht man die Messwerte ohne erhöhten Luftwiderstand und einmal mit einer DIN A4 großen Pappe an der Spitze um den Einfluss der Luftreibung zu untersuchen. |
^ Ausgangswinkel in ° ^ T_1 in s | T_2 in s | T_3 in s | T_4 in s | T_5 in s | | ^ Ausgangswinkel in ° ^ T_1 in s | T_2 in s | T_3 in s | T_4 in s | T_5 in s | | ||
| 10 | 0.719 | 0.777 | 0.738 | 0.784 | 0.729 | | | 10 | 0.719 | 0.777 | 0.738 | 0.784 | 0.729 | |