Hier soll die Versuchsdurchführung zu Drehschwingungnen an einem Draht, bzw. einer Gitarrensaite dokumentiert werden.

Die Gitarrensaite hat laut Hersteller eine Dicke von 1.09 mm, was wir auch nachmessen konnten. Für alle weiteren Längenmessungen verwenden wir Unsicherheiten von 1mm. Wie wir später feststellen mussten, besteht unsere Gitarrensaite nicht vollständing aus Stahl, sondern aus Silber, das um einen Nylonkern aufgewickelt ist. Wir erwarten daher ein geringeres Torsionsmodul, als bei einer puren Stahlsaite.

An einem Ausleger wurde die Gitarrensaite mittels Schraubzwinge eingespannt. Dabei wurde eine abgerundete Stange verwendet, damit es nicht entlang der Aufhängung zu zusätzlicher Reibung am Holz kommt. Diese konnte so zwar bestimmt nicht komplett eliminiert, aber zumindest abeschwächt werden.

Dadurch war es allerdings nicht möglich die effektive Länge der Saite genau zu bestimmen. Wir nehmen daher eine Unsicherheit von 5mm an.

Als angeängte Masse diente meist eine Klopapierrolle, da diese sehr symmetrisch und ausreichend leicht ist. Außerdem ist ihre Masse ziemlich dicht um die Symmetrieachse verteilt, was

Um verschiedene Torsionsmodule zu untersuchen, wurden außerdem ein Bindfaden und eine starre Plastikstange verwendet. Wie zu erwarten, zeigte der Bindfaden ein geringeres Torsionsmodul, als die Saite. Bei einem Drittel der Länge rotierte die gleiche Masse am Bindfaden noch genau so schnell. Mit dem sehr starken Torsionsmodul der Plastikstange erhöht sich die Schwingungsfrequenz entsprechend. Dies ist in folgendem Video zu sehen.

Neben der Klopapierrolle wurden noch andere Objekte vermessen, um deren Trägheitsmomente zu bestimmen:

• Zollstock: Länge: 23.7cm, Breite 3.6cm, Masse 114 g
• Müslidose(Zylinderförmig) Annamhme: homogene Massenverteilung, Masse 291g, Durchmesser 9.4cm
• Kopfhörer Annahme: homogene Masse 213gr, Durchmesser 16cm
• Topfdeckel Masse 154gr, Durchmesser 19,5cm

Die Rotation einer mit Wasser gefüllten Christbaumkugel ist stark gedämpft. So hört die Schwingung bereits nach zwei Perioden auf. Dies kommt durch die Trägheit und innere Reibung des Wassers. Mit einer viskoseren Flüssigkeit, wie z.B. Öl, könnte dieser Effekt noch verstärkt werden.

Klopapierrolle. M=147g, r1=5.2cm, r2=11cm

Zweite Messreihen zur Bestimmung der Trägheitsmomente

Wir haben für jedes Objekt jeweils 5 Messungen für 3 verschiedene Längen des Drahtes aufgenommen. Und der Draht wurde an den jeweiligen Objekten angebracht, indem er 2-3 mal rumgewickelt und dann zugedreht wurde. Bei der Stange, die ja für die Messungen eigentlich senkrecht hängen soll, viel es mir sehr schwer den Mittelpunkt der Stange zu bestimmen. Als ich dann den Draht an den Mittelpunkt angebracht habe, hat sich aber rausgestellt, dass es nicht zu 100% mittig war und die Stange hing schief, letzendlich habe ich es auch nicht geschafft, dass der Draht mittig bleibt, da dafür die Spannung des Drahtes zu niedrig. Wir nutzen also Messwerte einer nicht-senkrechten Stange. Als andere beide Objekte wurden ein Topfdenkel und Kopfhörer verwendet.

L = 40cm:

L = 30cm:

L = 20cm: