Der Versuch wurde durchgeführt von: Michelle Müller und Kevin Kempa
Die Wiki-Seite wurde angelegt am: 17 December 2020 22:51

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 so zwei unterschieldiche Besenstiellängen betrachten. Hierauf wird in unserem Versuchsbericht eingegangen. 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.

Mein Versuchsaufbau sieht wie folgt aus:

BILD

Ich habe meinen Besenstiel am unteren Ende gegen die Übergangsschiene meines Parketts geschoben. Dadurch konnte ich sicherstellen, dass der Besenstiel nicht wegrutscht, das würde die Messung verändern. Des Weiteren habe ich eine Schnur um das obere Ende des Besenstiels gewickelt. Mit Hilfe dieser Schnur konnte ich den Besenstiel festhalten. Der Vorteil hierbei ist, dass ich bei meiner Messung einfach nur die Schnur loslassen musste und somit sicher sein konnte, dass ich dem Besen keine extra Geschwingigkeit gebe. Um mein Parkett nicht zu schädigen, habe ich eine feine Wolldecke unterhalb des Besenstiels gelegt.

Meine Messungen haben ich mit der akustischen Stoppuhr von Phyphox durchgeführt. Um diese Stoppuhr zu starten habe ich in geschnippst und gleichzeitig die Schnur am Besenstiel losgelassen. Das Aufprallen des Besenstiels auf dem Boden hat die Zeitmessung beendet. Dies habe ich dann für unterschiedliche Höhen mehrfach durchgeführt. Die Höhen habe ich mit einem Laser-Messgerät nachgemessen , bzw. mit etwas Hilfe nachmessen lassen. Mit Hilfe dieser Höhe und der Länge des Besenstiels konnte ich den Winkel zwischen dem Boden und dem Stiel berechnen. Wenn ich diesen Winkel dann von 90° abziehe, ergibt sich mein Anfangswinkel φ0.

Die folgende Tabelle zeigt alle meine Messwerte und die berechneten Winkel.

TABELLE

Darüber hinaus sollten wir uns mit dem Einfluss der Luftreibung auf die Fallzeit befassen. Hierfür habe ich den gleichen Aufbau wie davor verwendet, allerdings habe ich diesmal eine Pappplatte am oberen Ende des Besenstiels angebracht. Auch hier habe ich meine Messungen wieder mit Phyphox und dem bereits beschrieben Vorgehen durchgeführt. Die folgende Tabelle zeigt wieder meine Messwerte und die errechneten Winkel. Ich habe zwar versucht, den Besebstiel aus den gleichen Höhen und damit gleichen Anfangswinkelen fallen zu lassen, hierbei kam es aber um leichte Abweichungen.

TABELLE

AUFBAU DURCHFÜHRUNG MESSERGEBNISSE

ALLE “VORBEREITUNGEN”

Bevor wir unsere Messwerte auswerten, wollen wir noch ein paar Vorüberlegungen anstellen.

Wir beginnen mit der physikalischen Beschreibung der Kippbewegung, schließlich wollen wir wissen, was theoretisch passiert!

ERKLÄRUNG SCHREIBEN

Wird die Luftreibung vernachlässigt, so ist die Fallzeit massenunabhängig. Dies ist mit der Formel für die Beschleunigung erklärbar, also mit Gleichung 1 aus der Aufgabenstellung.

φ“=(sin φ)/τ^2 mit τ=√(2l/(3g)) ⇒ φ”= 3g·(sin φ)/(2l)

Es ist erkennbar, dass die Winkelbeschleunigung nicht von der Masse abhängt. Es wäre also irrelevant, ob unser Besenstiel aus Metall oder Holz sind, sofern die Luftreibung vernachlässigt wird.

Alerdings ist die Länge unseres Besenstiels nicht irrelevant. Je länger unser Besenstiel ist, desto kleiner ist die die Winkelgeschwindigkeit. Das liegt daran, dass die Länge des Besenstiels im Nenner steht. Es herrscht also ein antiproportionaler Zusammenhang zwischen der Winkelgeschwindigkeit und der Besenstiellänge.

Hier im Wiki gibt es Hinweise für die Formatierung ihres Versuchsberichts mit Latex. Den Versuchsbericht geben Sie dann im Ilias ab.

Dokumentieren Sie hier im Wiki das Programm, das Sie für die Lösung der Bewegungsgleichung des Besenstiels geschrieben haben. Dafür eignet sich dafür besonders gut die Umgebung <code>. Wenn Sie dieser Umgebung mitteilen, in welcher Sprache das Programm geschrieben wurde wird die Syntax automatisch farbig hervorgehoben. (Dokumentation dazu) ¹⁾

Außerdem ist es möglich einen Link zum Download des präsentierten Programm-Codes anzuzeigen. Dazu geben Sie in dem einleitenden code-Tag einen Dateinamen an. Der Download bezieht sich unmittelbar auf das Im Editor eingetragene Programmstück. Ein getrennter Upload ist nicht nötig.

Beispiel:

<code c [enable_line_numbers="true"] hello-besenstiel-world.c >
#include <stdio.h>
int main()
{
   printf("Hello, World!");
   return 0;
}

wird dargestellt als

hello-besenstiel-world.c

#include <stdio.h>
int main()
{
   printf("Hello, World!");
   return 0;
}

Ihr Versuchsaufbau sollte so beschrieben sein, dass er für sich stehend verständlich ist - gerne mit einem Foto.

Ein Bild laden Sie ins Wiki, indem Sie im Editor in der Knopfleiste auf den kleinen Bildrahmen klicken. In einem neuen Fenster öffnet sich ein Dialog mit einem Dateibaum. Dort navigieren Sie zu “Ihrer” Baustelle (a_mechanik:kippender_besenstiel:gruppenseiten:gruppe335). Anschließend nutzen Sie den Dialog auf der rechten Seite, um Ihr Bild hochzuladen. Mit einem Klick auf die Zeile ihres Bildes erzeugen Sie im Hauptfenster einen Befehl, der das Bild lädt.

Im einfachsten Fall landet ein Bild direkt an der Stelle im Text, an der Sie es eingefügt haben (Siehe de:wiki:syntax#bilder_und_andere_dateien. Hier gibt es einen Überblick, was sonst noch möglich ist.

Für eine Tabelle mit Ihren Messwerten gibt es im oben im Editfenster des Wikis eine Hilfsfunktion. Sie versteckt sich hinter einem Knopf der so aussieht, wie ein hellblauer Taschenrechner.

Hier noch Links zu

• den Grundbefehlen von Dokuwiki,
• lokal installierten Erweiterungen und
• noch mehr lokal installierte Erweiterungen