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Drehschwingungen -- gruppe302

Der Versuch wurde durchgeführt von: Elena Teunissen und Patrick Kotzias
Die Wiki-Seite wurde angelegt am: 18 January 2021 22:04

Torsionsmodul

Versuchsaufbau 1: Auf der Gitarrensaite und dem zweiten zu untersuchenden Material (einem Silberdraht) wurden zunächst die verschiedenen Längen zur Messung der Schwingungsdauer markiert und dann der Metallstab mittig an einem Ende des Drahtes befestigt. Der Draht wurde an einem über die Tischkante hinausragenden Lineal mittels einer Schraubzwinge befestigt.

Durchführung: Bei beiden Drähten wurde gleich vorgegangen: Der Draht wurde auf die zu messende Länge eingestellt und der Metallstab am Ende um ca. 110 ° ausgelenkt und dann losgelassen. Mit einer Stoppuhr wurden die Schwingungsperioden gemessen.

Masse des Metallstabes mStab= 0,022 kg

Länge des Metallstabes lStab= 0, 102 m

Radius des Metallstabs RStab= 0,006 m

Radius Gitarrenseite: 0,00015 m

Radius Silberdraht: 0,0003 m

Gitarrenseite Schwingungsdauer T
Länge [m] T1 T2 T3 T4 T5 Ť
0,15 2,083 2,047 2,055 2,009 2,089 2,056
0,20 2,434 2,391 2,428 2,340 2,415 2,401
0,25 2,846 2,778 2,594 2,582 2,793 2,719
0,30 2,719 2,873 2,857 2,996 2,799 2,849
0,35 3,156 3,068 3,346 3,172 3,288 3,206
0,40 3,437 3,343 3,584 3,393 3,306 3,412
Silberdraht Schwingungsdauer T
Länge [m] T1 T2 T3 T4 T5 Ť
0,15 0,531 0,617 0,565 0,633 0,541 0,577
0,20 0,656 0,702 0,659 0,643 0,640 0,660
0,25 0,783 0,686 0,723 0,787 0,675 0,731
0,30 0,776 0,756 0,777 0,785 0,803 0,779
0,35 0,848 0,818 0,819 0,807 0,816 0,821
0,40 0,858 0,920 0,875 0,909 0,938 0,900

Versuchsaufbau 2

Foto:

Durchführung: Die Gitarrensaite wurde in Form einer Schlaufe um einen Besenstiel gezogen und anschließend um diesen herum gewickelt. Daraus resultieren auch die Pendellängen. Das Pendel wurde nun auf eine Auslenkung von 80° gebracht und zur Schwingung losgelassen. Gemessen wurde mit einer Online-Stoppuhr welche über einen Rundenmodus verfügt, d.h. es konnten mehrere Schwingungen relativ einfach und ohne erneute Anregung gemessen werden.

Masse der Dose mDose= 0,055 kg

Länge der Dose lDose= 0, 145 m

Radius der Dose RDose= 0,014 m

Gitarrensaite mit r = 0,3mm Schwingungsdauer T [s]
Länge [m] T1 T2 T3 T4 T5 Ť
0,09 0,772 0,763 0,759 0,769 0,766 0,766
0,165 1,032 1,032 1,031 1,022 1,029 1,029
0,32 1,439 1,426 1,428 1,423 1,423 1,427
Kordel mit r = 0,9mm Schwingungsdauer T [s]
Länge [m] T1 T2 T3 T4 T5 Ť
0,09 0,885 0,880 0,870 0,851 0,864 0,871
0,165 1,034 1,051 1,033 1,010 1,031 1,031
0,32 1,248 1,227 1,225 1,224 1,229 1,231

Trägheitsmoment

An die Gitarrensaite wurde in diesem Versuch anstatt des Metallstabes mit bekanntem Trägheitsmoment, eine Zwiebel angebracht. Da im ersten Versuch der G-Wert für die Gitarrensaite bestimmt wurde, kann nun das Trägheitsmoment eines Objekts mit diesem Versuchsaufbau ermittelt werden. An der Zwiebel wurde ein kleiner Pin angebracht, um die Schwingung besser zu erkennnen und messen zu können. Masse Objekt 1 - Zwiebel mZwiebel = 0,134 kg

Gitarrenseite Schwingungsdauer T
Länge [m] T1 T2 T3 T4 T5 Ť
0,15 3,081 3,085 3,342 2,776 3,240 3,105
0,20 3,618 3,509 3,623 3,472 3,524 3,549
0,25 3,759 3,851 3,847 3,934 3,628 3,804
0,30 4,377 4,358 4,056 4,281 4,372 4,289
0,35 4,574 4,686 4,834 4,676 4,876 4,729
0,40 5,442 4,884 5,006 5,216 5,199 5,149

Trägheitsmoment Topfdeckel:

Gitarrenseite mit r = 0,3mm Schwingungsdauer T [s]
Länge [m] T1 T2 T3 T4 T5 T
0,09 0,783 0,795 0,786 0,794 0,791 0,790
0,165 0,953 0,951 0,956 0,960 0,957 0,956
0,32 1,226 1,238 1,232 1,227 1,241 1,232
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