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Drehschwingungen -- Gruppe 335
Der Versuch wurde durchgeführt von: Michelle Müller und Kevin Kempa
Die Wiki-Seite wurde angelegt am: 15 January 2021 11:07
Vorab möchten wir darauf aufmerksam machen, dass wir die Versuche getrennt voneinander durchgeführt haben. Daher gibt es zwei unterschiedliche Versuchsdurchführungen und unterschiedliche Messwerte. Der Vorteil hierbei ist jedoch, dass wir zwei unterschiedliche Durchführungen betrachten und somit entscheiden können, wie genau unsere Messwerte sind. Darüber hinaus können wir unterschiedliche Materialen und Formen für unsere Messungen betrachten.
Wir werden also den folgenden Bereich in zwei Teile teilen. Im ersten Teil beschreibt Michelle ihre Versuchsdurchführung und gibt ihrer Messwerte an, im Zweiten Teil macht Kevin das Gleiche mit seinen Werten. Anschließend bearbeiten wir noch ein paar der Aufgaben aus der Aufgabenstellung.
Michelle's Messung
In diesem Teil des APWikis schreibe ich meine Versuchaufbauten und die Messwerte nieder.
Der Versuchsaufbau
BILD
Mein Versuchsaufbau ist relativ einfach gehalten. Ich habe meine zu untersuchende Schnur mit einem schweren Buch auf dem Tisch festgehalten. Die Schnur hing dann von der Tischkante aus nach unten runter. Um die Schnur wirklich fest zu halten und die Messung durch ein Schirfen an der Tischkante nicht zu verfälschen, habe ich die Schnur mit einem Stück Panzertape bis zur Kante des Tisches befestigt.
Am unteren Ende der Schnur habe ich dann durch Verzwirbeln oder Verknoten meine Gegenstände befestigt.
Um die Schwingungsdauer messen zu können, habe ich die Schnur am Gegenstand immer um 30° ausgelenkt. Diese Auslenkung habe ich mit einem Geodreieck sichergestellt. Dann habe ich die Schnur losgelassen und mit der Stoppuhr auf meinem Handy die Zeit für fünf Schwingungen gemessen. Diesen Vorgang habe ich dann ein paar mal wiederholt. Um den in der Aufgabenstellung geforderten Graphen zeichnen zu können habe ich diese Messung für unterschiedliche Längen der Schnur durchgeführt.
Wir haben uns dazu entschieden, verschniedene Materialien für die Schnur und verschiedene Gegenstände zu untersuchen. Ich habe in meinem Teil des Experiments eine dünne und eine dickere E-Gitarrensaite, sowie einen Wollfaden untersucht. Als Gegenstände habe ich eine dünne Metallstange (Zylinder) und einen Topfdeckel (Kreisscheibe) untersucht.
Ich möchte vorab noch anmerken, dass ich bei der Messung mit der dünnen Gitarrensaite nur die Metallstange untersucht habe. Nach dieser Messung war die Saite nämlich so verbogen und verdreht, dass ich sie nicht mehr gerade biegen konnte.
Messwerte
Die folgenden Tabellen zeigen meine Messwerte für unterschiedliche Gegenstände und Materialien der Schnur. Ich habe die Zeit für fünf Perioden gemessen, das jeweils drei mal. Davon bestimme ich dann den Mittelwert und durch Teilen durch fünf ergibt sich die Periodendauer T für eine Schwingung.
Metallstab und dünne Gitarrensaite
| Messung | Länge L der Schnur in cm | T1 in s | T2 in s | T3 in s | Mittelwert in s | Periodendauer T in s |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 39,6 | 6,21 | 6,25 | 6,33 | 6,263 | 1,2526 |
| 2 | 36,5 | 6,16 | 6,18 | 6,12 | 6,153 | 1,2306 |
| 3 | 27,9 | 5,41 | 5,32 | 5,35 | 5,36 | 1,072 |
| 4 | 19,2 | n.b. | n.b. | n.b. | - | - |
Metallstab und dicke Gitarrensaite
| Messung | Länge L der Schnur in cm | T1 in s | T2 in s | T3 in s | Mittelwert in s | Periodendauer T in s |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 50 | 6,94 | 6,98 | 7,01 | 6,977 | 1,3954 |
| 2 | 38 | 6,18 | 6,05 | 6,10 | 6,11 | 1,222 |
| 3 | 30,5 | 5,39 | 5,54 | 5,50 | 5,477 | 1,0954 |
| 4 | 24 | 4,68 | 4,77 | 4,64 | 4,697 | 0,9394 |
Topfdeckel und dicke Gitarrensaite
| Messung | Länge L der Schnur in cm | T1 in s | T2 in s | T3 in s | Mittelwert in s | Periodendauer T in s |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 42,2 | 7,18 | 7,0 | 7,08 | 7,087 | 1,4174 |
| 2 | 38,5 | 6,67 | 6,7 | 6,79 | 6,72 | 1,344 |
| 3 | 31 | 6,04 | 6,01 | 5,99 | 6,01 | 1,2026 |
| 4 | 24 | 5,48 | 5,54 | 5,51 | 5,51 | 1,102 |
Bei dem Wollfaden war ich neugierig, was bei kleineren Winkeln passiert, deswegen habe ich hier ein paar Messungen mehr gemacht.
Metallstange und Wollfaden
| Messung | Länge L der Schnur in cm | T1 in s | T2 in s | T3 in s | Mittelwert in s | Periodendauer T in s |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 61,4 | 8,05 | 7,92 | 8,05 | 8,007 | 1,6014 |
| 2 | 51,5 | 7,15 | 7,19 | 7,14 | 7,16 | 1,432 |
| 3 | 47 | 6,86 | 7,16 | 6,94 | 6,987 | 1,3974 |
| 4 | 34 | 5,9 | 5,83 | 5,88 | 5,87 | 1,174 |
| 5 | 24 | 5,0 | 4,96 | 5,12 | 5,027 | 1,0054 |
Topfdeckel und Wollfaden
| Messung | Länge L der Schnur in cm | T1 in s | T2 in s | T3 in s | Mittelwert in s | Periodendauer T in s |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 47 | 7,17 | 7,33 | 7,34 | 7,28 | 1,456 |
| 2 | 38 | 6,67 | 6,82 | 6,8 | 6,763 | 1,3526 |
| 3 | 31 | 6,1 | 6,07 | 6,1 | 6,09 | 1,218 |
| 4 | 25 | 5,58 | 5,68 | 5,69 | 5,65 | 1,13 |
| 5 | 17 | 4,86 | 4,95 | 5,04 | 4,95 | 0,99 |
Kevin's Messung
Aufbau, Bilder, Materialien, Werte