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Besenstiel -- Gruppe314

Der Versuch wurde durchgeführt von: Lisa Digiacomo und Zoe Lohmann
Die Wiki-Seite wurde angelegt am: 18 December 2020 15:55

Zur Physik der Besenjonglage

Die Ziele dieses Versuchs:
Welchen Einfluss haben Länge, Masse und Anfangswinkel φ_0 auf den zeitlichen Ablauf der Kippbewegung?
Wie lässt sich der zeitliche Verlauf der Kippbewegung theoretisch beschreiben?
Welche Erkentnisse ergeben sich daraus für die Jonglier-Übung?

Vorüberlegungen
Kippbewegung mit Hilfe physikalischer Begriffe beschreiben!
Begründen, warum bei Vernachlässigung der Luftreibung, bei gleicher Stablänge die Kippzeit T unabhängig von Masse ist!
Je kleiner der Anfangswinkel, desto größer ist die Kippzeit!
Welchen Einfluss hat die Stablänge?
Schlussfolgerung für das Jonglieren?
Wie sollte der Stab beschaffen sein, damit das Jonglieren leicht wird? (Idealer Stab?)

Messwerte 1

Stablänge: l=129,6 cm

a= 20 cm, T in s a=40 cm, T in s a=60cm, T in s a=80cm, T in s a=100cm, T in s a=120cm, T in s
0,121 0,153 0,285 0,376 0,492 0,694
0,110 0,148 0,293 0,366 0,517 0,713
0,119 0,151 0,272 0,345 0,506 0,709
0,156 0,133 0,278 0,353 0,520 0,695
0,159 0,142 0,273 0,371 0,519 0,740

Daraus folgt:

a in cm φ_0 in ° α in ° <T> in s
20 81,12 8,88 <T>= 0,133
40 72,02 17,98 <T>= 0,145
60 62,42 27,58 <T>= 0,280
80 51,88 38,12 <T>= 0,362
100 39,5 50,5 <T>= 0,511
120 22,19 67,81 <T>= 0,710

Stablänge l=74,9 cm

a= 12 cm, T in s a=23 cm, T in s a=35cm, T in s a=46cm, T in s a=58cm, T in s a=69cm, T in s
0,115 0,202 0,221 0,269 0,327 0,391
0,121 0,186 0,238 0,294 0,313 0,368
0,147 0,182 0,214 0,256 0,317 0,351
0,103 0,209 0,223 0,259 0,316 0,386
0,132 0,173 0,213 0,275 0,308 0,376

Daraus folgt:

a in cm φ_0 in ° α in ° <T> in s
12 80,78 9,22 <T>= 0,132
23 72,12 17,88 <T>= 0,190
35 62,14 27,86 <T>= 0,222
46 52,11 37,89 <T>= 0,271
58 39,25 50,75 <T>= 0,316
69 22,89 67,11 <T>= 0,374

Unsicherheiten

u(φ_0)=0,00052 ° =0,0000091 rad
u(phi_0)=0,0009°=0,000016 rad u(l)= 0,05 cm
u(a)= 0,05 cm
u(α)= u(φ_0)

Werte für den Graph

l=129,6 cm phi_0 in rad <T> in s l=74,9 cm phi_0 in rad <T> in s
1,42 0,133 1,41 0,132
1,26 0,145 1,26 0,190
1,089 0,280 1,085 0,222
0,91 0,362 0,91 0,271
0,69 0,511 0,69 0,316
0,39 0,710 0,4 0,374

Computerprogramm

Mit Excel: </note>unbenannt_1.ods
Werte aus der Simulation für die Winkel(langer Stab):

Winkel phi_0 in rad Fallzeit T in s (Messung) Fallzeit T in s (Simulation) Abweichung in s
1,42 0,133 0,163 0,030
1,26 0,145 0,237 0,092
1,089 0,280 0,303 0,023
0,91 0,362 0,371 0,009
0,69 0,511 0,462 0,049
0,39 0,710 0,635 0,075


Kurzer Stab:

phi_0 in rad Fallzeit T in s (Messung) Fallzeit T in s (Simulation) Abweichung in s
1,41 0,132 0,128 0,005
1,26 0,190 0,180 0,010
1,085 0,222 0,232 0,010
0,91 0,271 0,281 0,010
0,69 0,316 0,351 0,035
0,40 0,374 0,477 0,103

Syntax und Funktionen im Wiki

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