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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
aufgabe 2 numerische lösung: frier fall zum vergleich kippvorgang
größte abweichung → auf mittlere relative messunsicherheit übertragen womit man alle abweichungen erklären kann wie hoch darf höhstens die abweichung sein, damit diese porzentzahl nicht überschritten wird
Messwerte 1
Der Versuchsaufbau ist im Folgenden Bild dargestellt. Experimentell wurde der Winkel φ_0 durch Winkelbeziehungen gemessen. Zur Berechnung von dem Winkels α wurde der Sinus verwendet.
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 für die Kippzeit und dem Winkel φ_0 :
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
Die numerische Lösung wurde mit Hilfe von Excel programmiert: numerische_loesung.ods
Im Folgenden sind die Kippzeiten für die gemessenen Winkel aus der Simulation dargestellt.
Es handelt sich hierbei um den Stab der Länge 129,6 cm.
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 |
Der Stab der Länge 74,9 cm:
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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