Besenstiel -- gruppe343

Der Versuch wurde durchgeführt von: Dominik Köster und Marc Hannig
Die Wiki-Seite wurde angelegt am: 17 December 2020 16:11

Versuchsdurchführung: Für die Durchführung unseres Versuches benötigen wir die zwei Stäbe mit verschiedenen Längen, Garn, Panzerband, eine Schere, ein Maßband und ein Handy mit der App Phyphox. Wir beginnen damit, dass wir den Stab in einem bestimmten Winkel an der Wand befestigen. Dafür nutzen wir zwei Streifen Panzerband neben dem Stab. An diesen befestigen wir das Garn, welches wir um den Stab legen, um ihn so in dem gewünschten Winkel halten (siehe Bild). Da der Winkel nur sehr ungenau zu messen ist, messen wir den Abstand von der Wand zur Stabspitze. Hierbei müssen wir darauf achten, dass wir einen rechten Winkel zur Wand haben, um den richtigen Wert zu erhalten. Mithilfe dieses rechtwinkligen Dreiecks können wir dann den Winkel zwischen Stab und Wand berechnen. Nun soll das Stab fallen gelassen und die Zeit ermittelt werden. Die akustische Stoppuhr ist hierfür sehr praktisch: Wir schneiden mit der Schere das Garn durch und der Stab fällt. Das Schnittgeräusch der Schere ist laut genug, um die Stoppuhr zu starten und der Aufprall des Stabes auf dem Boden stoppt sie wieder. So erhalten wir eine relativ genaue Zeitmessung. Diese Messung wird für jeden Winkel, das heißt für jeden gewählten Abstand zur Wand fünfmal wiederholt. Fur jeden Stab wählen wir fünf Winkel/Abstände. Die Ergebnisse der Messung werden in den folgenden Tabellen gezeigt. Bei der Messung müssen wir darauf achten, dass der Stab nicht über den Boden rutscht, sondern nur eine Fallbewegung ausführt. Sonst werden hierdurch die Messwerte verfälscht. Die Messung wurde unter einem Carport durchgeführt, sodass der Versuch nicht vom Wind beeinflusst wurde.

Den Winkel berechnen wir aus der Länge der Stange l und dem Abstand zur Wand A (Siehe Bild). Man berechnet den Winkel durch $\varphi_0=\arcsin{\frac{A}{l}}$.
Die Messunsicherheit der Längen l und A beträgt jeweils 1mm. Die Messunsicherheit des Winkels berechnet sich dann mit Gauss (Siehe Auswertung).
Die Unsicheheiten der Mittelwerte der Falldauern berechnen sich aus dem Standartfehler der 5 Messwerte (Siehe Auswertung).

Stab 1, Länge 122cm

Stab 2, Länge 179cm

Bilder zum Versuchsaufbau:

Zusätzlich haben wir einen Versuch durchgeführt, um den Einfluss des Luftwiderstandes zu zeigen. Dafür haben wir an dem Stab zwei Karton-Stücke angebracht, sodass beim Fallen durch die größere Angriffsfläche der Luftwiderstand eine größere Rolle spielt. Somit erwarten wir eine längere Falldauer als beim normalen Versuch ohne den Karton.

Extra Luftwiederstand Messung mit l=1,22m:

numerische_losung.xlsx