Nele-Marie Knoop, Tobias Otte

In diesem Versuch wurden Eigenschaften der Drehschwingung anhand eines Drehpendels zu untersuchen. Dazu wurden sowohl ein Torsionsmodul als auch einige Trägheitsmomente bestimmt. Auch Veränderung durch sowas wie die Fadenlängenänderung wurden dabei untersucht.

Zur bestimmung des Torsionsmoduls wird eine Kugel (r=6 (+/-0,2)cm, m=9 (+/-0,5)g) mit dem Faden und der Gitarrensaite an einen Wäscheständer gehangen. Nun werden für verschiedene Längen Messwerte für 5 Schwingungen genommen.

Von den jeweils 5 Messwerten, wurden nun die Mittelwerte berechnet.

Das Trägheitsmoment einer dünnwandigen Hohlkugel berechnet man mit I=2/3*m*r^2.

Mit m=10g und r=6cm ergibt sich also:

I=2/3*0,01kg*0,06^2m

I=0,000024 kg*m^2

untitled-4.pdf

Nun wurde dies noch mit einem Weihnachtsbaum zum Vergleich wiederholt.

10 (+/- 0,5) g

9 (+/- 0,5) g

untitled-5.pdf

Die Weihnachtskugel wird nun mit 39 (+/- 0,5) ml Wasser befüllt und an die Gitarrensaite gehängt.

Es fällt auf, dass die gedämpfte Kugel immer schneller schwingt, je länger die Saite ist, während die ungedämpfte Kugel immer langsamer wird, je länger die Saite ist.

Bezüglich des Längenfehlers wurden sämtliche Längen mit einem Zollstock gemacht, wessen Skalierung bei einem Zentimeter liegt. Deswegen wurde der Längenfehler mit der halben Skala also +/- 0,5 cm gewählt.

Bei der Zeitmessung wurde eine Messreihe zur Schrecksekunde angefertigt, weil wir beim Messen der Zeit genau diese Art von Fehler erhalten. Dazu wurde eine Stoppuhr gestartet, welche man versuchen sollte bei 5Sekunden zu stoppen. Die Abweichung zu diesem Wert wurde dann Aufgenommen. Diese Messung wurde 5-mal durchgeführt und dann der Mittelwert bestimmt. Dieser Mittelwert entspricht dann dem Zeitfehler.

Der Mittelwert beträgt 0,054 s

aufgaben_f_r_torsionsversuch.pdf