Schwingung Fadenpendel Physik?
Guten Abend,
ich muss zu Hause allein ein Experiment mündlich nachholen, weil ich letzte Stunde nicht anwesend war und wir morgen eine Arbeit schreiben. Die Aufgabe kann man unten im Bild sehen. Kann mir jemand ganz kurz mal erklären, wie die Durchführung abläuft bzw. das Vorgehen beim Versuch? Ich verstehe es nicht so genau.. und ggf. Unvermeidbare Fehler nennen, die bei dem Experiment auftreten könnten.
Vielen Dank im Vorraus!
1 Antwort
Man macht eine Messreihe. Das heißt, man stellt einige verschiedene Pendellängen ein und misst, mit welcher Periodendauer das Pendel dann schwingt. Die Messergebnisse schreibt man in eine Tabelle.
Unvermeidbare Fehler treten bei jeder Messung auf, weil man z.B. das Lineal und die Uhr nicht unendlich genau ablesen kann und weil man sich vielleicht verzählt oder verschreibt. Beim Rechnen können noch Rundungsfehler auftreten. Rechenfehler können auch passieren, aber die sind vermeidbar.
- Die Pendellänge geht vom Haken oben bis zum Schwerpunkt des Körpers in der Mitte der Kugel. Man muss also zur Schnurlänge immer den halben Kugeldurchmesser dazurechnen.
- Die Periodendauer ist die Zeit, die das Pendel für eine ganze Schwingung braucht, d.h. für einmal hin und zurück. Um diese ziemlich kurze Zeit genauer messen zu können, misst man nicht eine sondern mehrere Perioden, z.B. 20 oder 100 und teilt die gemessene Zeit dann durch diese Anzahl.
Hat man die Messreihe, dann kommt die Auswertung. Man kann zunächst ein Diagramm zeichnen. Das hat den Vorteil, dass man manche Zusammenhänge zwischen den gemessenen Größen schon deutlich sehen kann. Man prüft dann rechnerisch nach, ob und wie genau der angenommene Zusammenhang stimmt: ob also wirklich T ∼ √l ist, d.h. ob wirklich die Periodendauer proportional zur Wurzel der Pendellänge ist.
Um zu prüfen, ob zwei Größen zueinander proportional sind, berechnet man für jedes Wertepaar des Messreihe die Proportion. Dafür teilt man jede der Periodendauern in s durch die Wurzel der dazugehörenden Pendellänge in cm. Das ergibt die Proportion. Sie müsste jedesmal ungefähr gleich sein, falls der Zusammenhang stimmt. Ganz genau wird es wahrscheinlich nicht stimmen, aber je genauer es stimmt, um so besser bestätigt das Experiment die Theorie.
(Hinweis: Für dieses Experiment lässt man das Pendel am besten nur wenig ausschlagen. Die angegebene Formel stimmt dann ganz gut. Bei größeren Auslenkungen braucht man eine kompliziertere Formel, die die dann auftretenden Abweichungen mit einbezieht, um genau zu beschreiben, was das Pendel tut.)