Besenstiel -- gruppe344

Der Versuch wurde durchgeführt von: Christopher Borchers und Maja Herrmann

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Die Messungen bestanden darin zwei verschieden lange Besenstiele aus dem Stand kippen zu lassen. Dabei haben wir für beide Besenstiele jeweils 5 mal für 5 verschiedene Startwinkel $\varphi_0$ (10$^\circ$, 20$^\circ$, 30$^\circ$, 40$^\circ$, 50$^\circ$) die Kippzeit $T$ gemessen. Die Unsicherheit der Winkel haben wir auf $u(\varphi_0)=2^\circ$ geschätzt.
Um den Startwinkel des Besenstieles so genau wie möglich zu bestimmen, haben wir diesen mit der App “phyphox” bestimmt. Auch für die Zeitmessung haben wir die akustische Stoppuhr aus der App genutzt.

Der erste Besenstiel ist aus Holz, hat eine Masse von $m=(0,340\pm0,001)\text{kg}$ und eine Stablänge von $l_1=(1,30\pm0,01)\text{m}$.
Die folgende Tabelle zeigt die Messwerte (Nur die reinen Messwerte, die Unsicherheiten sind in der Auswertung zu finden):

Für diesen Versuch haben wir einen Fluchtstab mit einer Länge von $l_2 = (1,99\pm0,01)\text{m}$ verwendet.

Die Messwerte zeigen eine klar längere Fallzeit:

Um den Einfluss der Luftreibung zu untersuchen, haben wir vier längliche Stücke Pappe an dem 1,30m langen Besenstiel befestigt. Die Masse beträgt nun insgesamt $m=(0,529\pm0,001)\text{kg}$. Die Fläche, die die Pappstücke ergeben, beträgt etwa $A=(0,56\pm0,05)\text{m}\cdot(0,63\pm0,05)\text{m}=(0,35\pm0,04)\text{m}^2$.

Diese Konstruktion haben wir 5 mal bei einem Startwinkel von $\varphi_0=20^\circ$ fallen gelassen und die Kippzeit $T$ gemessen. Es haben sich folgende Werte ergeben.

In diesem Versuchsteil haben wir eine Messung durchgeführt, bei der wir einen zusammengefalteten Zollstock mit einem Gürtel an das Ende des 1,30m langen und 340g schweren Besenstiels gebunden haben. Dadurch kamen wir insgesamt auf eine Masse von $m=(0,643\pm0,001)\text{kg}$.

Die Messungen liefen nun so ab, dass wir den Stab zuerst 5 mal aus einem Startwinkel von $\varphi_0=20^\circ$ fallen gelassen haben, während sich die zusätzliche Masse unten befand. Anschießend haben wir die Messung wiederholt, mit dem Unterschied, dass sich die zusätzliche Masse nun oben befand. Jedes mal wurde die Fallzeit $T$ gemessen, woraus die jeweiligen Mittelwerte gebildet wurden. Folgende Tabelle zeigt die Messwerte.