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GS — Gekoppelte Schwingungen
Für diesen Versuch sind Bilder verfügbar.
Betreuer: Dreyhaupt (vormittags)
(zufällig vier aus acht Fragen; u. a.:)
- An einem Pendel befinden sich zwei Gewichte. Eines am unteren, eines am oberen Ende. Das obere ist verstellbar. Was geschieht, wenn man den Abstand des oberen Gewichtes von der Drehachse vergrößert? Warum? (Achtung bei dem betrachteten Pendel soll dieses obere Gewicht oberhalb der Drehachse liegen!)
- Was ist eine reduzierte Pendellänge?
- Wie verändert sich die Schwingungsdauer eines Fadenpendels wenn man die Länge verdoppelt und die Masse halbiert? (Formel!)
- Statische und dynamische Methode zur Messung der Federkonstante k erklären (jeweilige Formeln)!
- Unterschiede und Gemeinsamkeiten periodischer und harmonischer Schwingungen aufzählen!
Betreuer: ??? (nachmittags)
- Nennen sie Unterschiede und Gemeinsamkeiten von harmonischen und periodischen Schwingungen!
- Die beiden Pendel sind in einem Metallrahmen aufgehängt. Wenn man ein Pendel zur Schwingung anstößt, begint nach längerer Zeit auch das zweite Pendel zu schwingen. Warum?
- Wie bestimmt man die Federkonstante statisch und dynamisch?
- Was ist eine Schwebung?
- Leiten sie die Weltformel her und interpretieren sie den Spezialfall der gekoppelten Schwingung und verallgemeinern sie diesen auf verschiedene Universen.
- Die Messung der Zeit von 100 Perioden des Pendels bringt einen Fehler von 0,5 sec Wie groß ist der Fehler für eine Periode?
Hinweise
Der Massenmittelpunkt braucht nicht errechnet zu werden. Er wird mittels eines Holzkeiles bestimmt.
Die Federkonstante wird durch Differenz der Längenausdehnungen durch zwei Gewichte ermittelt.
Das vorhandene Lineal in Kombination mit dem Holzkeil ist für die „richtige“ Auslenkung bei den Fundamentalschwingungen recht hilfreich, also nutze es!
Bei der graphischen Auswertung von f über l² sollten drei Geraden herauskommen, die in ungefähr die Qualität der drei verschiedenen Messmethoden wieder geben.
Bei einem DIN-A4 Millimeterpapier empfehlen wir folgende Einteilung:
- kurze Seite: f bei 0,01 1⁄s = 1cm (gemessene Werte zwischen 0,02 1⁄s und 0,15 1⁄s)
- lange Seite: l2; bei 50cm2; = 1cm (Federabstände 15cm, 20cm, 25cm, 30cm, 35cm)
- Hierzu ein Auswertungsbeispiel
Zügig arbeiten, denn es soll eine Fehlerbetrachtung für die Formel f
s=1÷T·{[(1+(2kl²)
½)÷(mgs)]−1} durchgeführt werden nach T , k, l , m und s, also ableiten, ableiten, ableiten…!
Wo gibt es die Literatur in der SLUB?
- Gerthsen, Physik: UC 100 G384
- Geschke-Ilberg: UC 400 I 27
- Recknagel Physik: UC 100 R298
