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a_mechanik:kippender_besenstiel:gruppenseiten:gruppe314:start [ 8 January 2021 18:03] – [Einfluss von Luftwiderstand] zoelohmanna_mechanik:kippender_besenstiel:gruppenseiten:gruppe314:start [ 8 January 2021 20:53] (current) – [Table] lisadigiacomo
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 ===== Vorüberlegungen ===== ===== Vorüberlegungen =====
  
-Bei dieser Kippbewegung handelt es sich um ein Kippmoment. Dieses Drehmoment führt beim überschritten zum Kippen des Körpers. Dieses wirkt um die Kippachse des Körpers, um die bei Überschreiten des Drehmoments das Kippen erfolgt.\\ +Bei dieser Kippbewegung handelt es sich um ein Kippmoment. Dieses Drehmoment führt beim überschreiten zum Kippen des Körpers. Dieses wirkt um die Kippachse des Körpers, um die bei Überschreiten des Drehmoments das Kippen erfolgt.\\ 
-Der Winkel $\varphi_{0}$ ist der Kippwinkel, der die Neigung des Körpers angibt, bei dem der Körper kippt.\\+Der Winkel φ_0 ist der Kippwinkel, der die Neigung des Körpers angibt, bei dem der Körper kippt.\\
 Die Masse des Besenstiels beeinflusst den Betrag der Gewichtskraft. Je höher diese ist, desto größer ist die wirkende Kraft auf den Schwerpunkt des Stiels.\\ Die Masse des Besenstiels beeinflusst den Betrag der Gewichtskraft. Je höher diese ist, desto größer ist die wirkende Kraft auf den Schwerpunkt des Stiels.\\
-Die Länge des Besenstiels bestimmt mit dem Kippwinkel die Kippzeit. Also die Zeit, die der Besenstiel braucht, um auf dem Boden aufzukommen bzw. um den Winkel von $90 ^\circ$ zu erreichen. Je länger der Stab ist, desto größer ist sein Trägheitsmoment und damit resultierend auch die Kippzeit.\\+Die Länge des Besenstiels bestimmt mit dem Kippwinkel die Kippzeit. Also die Zeit, die der Besenstiel braucht, um auf dem Boden aufzukommen bzw. um den Winkel von 90° zu erreichen. Je länger der Stab ist, desto größer ist sein Trägheitsmoment und damit resultierend auch die Kippzeit.\\
 Vernachlässigt man die Luftreibung (Vakuum), so hängt die Kippzeit bei gleicher Stablänge nicht mehr von der Masse ab. Die Luftreibung wirkt der Gewichtskraft entgegen. Dabei ist die Luftreibung bei schwereren und großflächigeren Körpern größer und verlangsamt den Fall des Körpers. Bei dem Besenstiel soll diese vernachlässigt werden, sodass keine entgegengesetzte Kraft auf den Körper wirken kann und die Masse keinen weiteren Einfluss auf die Kippzeit hat.\\ Vernachlässigt man die Luftreibung (Vakuum), so hängt die Kippzeit bei gleicher Stablänge nicht mehr von der Masse ab. Die Luftreibung wirkt der Gewichtskraft entgegen. Dabei ist die Luftreibung bei schwereren und großflächigeren Körpern größer und verlangsamt den Fall des Körpers. Bei dem Besenstiel soll diese vernachlässigt werden, sodass keine entgegengesetzte Kraft auf den Körper wirken kann und die Masse keinen weiteren Einfluss auf die Kippzeit hat.\\
 Je kleiner der Kippwinkel ist, desto größer ist die Kippzeit, da mehr Weg zurückgelegt werden muss. Die Stablänge hat hier den Einfluss, dass sie, je länger er ist, desto größer wird auch das zu überwindene Trägheitsmoment, sodass das Kippen verzögert wird.\\ Je kleiner der Kippwinkel ist, desto größer ist die Kippzeit, da mehr Weg zurückgelegt werden muss. Die Stablänge hat hier den Einfluss, dass sie, je länger er ist, desto größer wird auch das zu überwindene Trägheitsmoment, sodass das Kippen verzögert wird.\\
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 {{ :a_mechanik:kippender_besenstiel:gruppenseiten:gruppe314:numerische_loesung.ods |}} {{ :a_mechanik:kippender_besenstiel:gruppenseiten:gruppe314:numerische_loesung.ods |}}
  
 +Es werden nur Startwinkel, Zeitschritt und Stablänge angepasst. Je nach Wahl des Zeitschritts muss die Tabelle weitergeführt werden.
 ====== Messwerte ====== ====== Messwerte ======
  
Line 87: Line 87:
 | 110     | 21,83    | 68,11      | 0,7470   | | 110     | 21,83    | 68,11      | 0,7470   |
  
-Die zweite Stablänge beträgt l<sub>2</sub>=81,6 cm. Die Unsicherheit beträgt u(l)=0,05 cm.+Die zweite Stablänge beträgt l<sub>2</sub>=81,6 cm.
  
 ^ a=10 cm, T in s ^ a=30 cm, T in s ^ a=50 cm, T in s ^ a=70 cm, T in s ^ ^ a=10 cm, T in s ^ a=30 cm, T in s ^ a=50 cm, T in s ^ a=70 cm, T in s ^
Line 175: Line 175:
 ====== Einfluss von Luftwiderstand ====== ====== Einfluss von Luftwiderstand ======
 {{ :a_mechanik:kippender_besenstiel:gruppenseiten:gruppe314:20210106_173043.jpg?nolink&200 |}} {{ :a_mechanik:kippender_besenstiel:gruppenseiten:gruppe314:20210106_173043.jpg?nolink&200 |}}
 +{{ :a_mechanik:kippender_besenstiel:gruppenseiten:gruppe314:pappe.jpg?200 |}}
 +
 Stablänge l = 0,749 m Stablänge l = 0,749 m
  
Line 195: Line 197:
  
  
-^ l = 0,749 m  ^ <T> in s ^ u(T) in s ^ l = 0,816 m ^ <T> in s ^ u(T) in s | +^ l = 0,749 m  ^ <T> in s  ^ u(T) in s  ^ l = 0,816 m  ^ <T> in s  ^ u(T) in s  ^ 
-|              | 0,187     | 0,0104   |             | 0,2024   | 0,0395    |   +|              | 0,187     | 0,0104     |              | 0,2024    | 0,0395     | 
-|              | 0,245     | 0,01     |             | 0,3592   | 0,0275    | +|              | 0,245     | 0,010      |              | 0,3592    | 0,0275     | 
-|              | 0,313     | 0,0108   |             | 0,5106   | 0,0062    |              +|              | 0,313     | 0,0108     |              | 0,5106    | 0,0062     | 
-|              | 0,361     | 0,00158  |             | 0,6154   | 0,0321    |    +|              | 0,361     | 0,00158    |              | 0,6154    | 0,0321     | 
-|              | 0,424     | 0,007    |             | -        |           | +|              | 0,424     | 0,007      |              | -         | -          | 
-|              | 0,539     | 0,006    |             | -        |           |+|              | 0,539     | 0,006      |              | -         | -          |
  
 == Unterschiede == == Unterschiede ==
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 ^ l = 0,816 m  ^ <T> in s (mit Pappe) ^ <T> in s (normale Messung) ^ Abweichung in s | ^ l = 0,816 m  ^ <T> in s (mit Pappe) ^ <T> in s (normale Messung) ^ Abweichung in s |
-|              |  +|              | 0,2024               | 0,1510                     | 0,0514          | 
- +|              | 0,3592               | 0,2736                     | 0,0856          | 
 +|              | 0,5106               | 0,3648                     | 0,1458          | 
 +|              | 0,6154               | 0,6016                     | 0,0138          |