Protokoll: Mechanische Schwingungen

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1 Datum: Namen: Protokoll: Mechaniche Schwingungen 1. Definieren Sie: mechaniche Schwingung. Nennen Sie die Vorauetzungen für da Enttehen mechanicher Schwingungen. Geben Sie die phyikalichen Größen zur Bechreibung mechanicher Schwingungen an.. Bechreiben Sie, wie man die Periodendauer eine Fadenpendel oder eine Federpendel experimentell betimmt. Bearbeiten Sie diee Aufgabe gemeinam zum Schlu: Betimmung der Fallbechleunigung g mit einem Fadenpendel Aufgabe: Betimmen Sie die Fallbechleunigung g mit einem Fadenpendel. Durchführung und Auwertung Bauen Sie ein Fadenpendel der Länge l = 1 m und einem Pendelkörper mit der Mae m = 50 g auf. Betimmen Sie die Periodendauer au der Zeit für 50 Schwingungen. Schreiben Sie die Mewerte in eine Tabelle. Berechnen Sie die Fallbechleunigung g. Vergleichen Sie den gemeenen Wert mit dem wahren Wert der Fallbechleunigung. Nennen Sie Gründe für die Abweichungen.

2 Da Fadenpendel Da Fadenpendel Aufgabe: Unteruchen Sie, wie die Periodendauer eine Fadenpendel von der Pendellänge, von der Mae de Pendelkörper und vom Aulenkungwinkel abhängt. 1. Skizzieren Sie ein Fadenpendel in einem Umkehrpunkt. Kennzeichnen Sie in der Skizze die Gleichgewichtlage, die Amplitude (maximaler Aulenkungwinkel) und die Pendellänge.. Gleichung für die Periodendauer eine Fadenpendel Geben Sie eine Gleichung für die Periodendauer eine Fadenpendel an. Benennen Sie die enthaltenen phyikalichen Größen und geben Sie ihre Grundeinheiten an. Geben Sie die Gültigkeitbedingungen für die Gleichung an. Stellen Sie die Gleichung nach der Fallbechleunigung g um. 3. Bereiten Sie da Protokoll o vor, da Sie die Mewerte entprechend dem Ablauf de Experiment eintragen und die Auwertung zügig durchführen können. Planen Sie die Unteruchungen mit der folgenden Tabelle: Abhängigkeit zwichen Periodendauer T und Diee Größe mu verändert werden Diee Größe bleibt unverändert Erwarteter Zuammenhang Pendellänge l T ~ l bzw. T ~ Skizzieren Sie eine Experimentieranordnung, bei der ich die Länge de Pendel leicht ändern lät. Notieren Sie die erforderlichen Geräte und Hilfmittel. Bereiten Sie alle Mewerttabellen vor. Stellen Sie die benötigten Gleichungen entprechend um und chreiben Sie die Gleichungen mit in die Tabellenköpfe. Berechnen Sie die Periodendauer und die Frequenzen in allen Tabellen mit Hilfe der Gleichung von Aufgabe. Bereiten Sie da Diagramm vor. l

3 Da Fadenpendel Durchführung und Auwertung 1. Unteruchen Sie die Abhängigkeit der Periodendauer eine Fadenpendel von der Pendellänge. Verwenden ie al Pendelkörper eine Mae von 50 g. Wählen Sie die folgenden Längen: 0, m; 0,4 m; 0,6 m; 0,8 m; 1,0 m; 1, m. Betimmen Sie zu jeder Länge die Periodendauer au der Zeit für 10 Schwingungen. Verwenden Sie Aulenkungwinkel um 0. Berechnen Sie au den Mewerten jeweil die Frequenz der Schwingung. Tabelle 1: Abhängigkeit der Periodendauer T von der Pendellänge l Bedingungen: m = kontant: m = 50 g, α = kontant: α = 0, l 0 cm, n = 10 Gemeen Berechnet l in m t in t T = n T = π l g 0,0 0,0 0,0 0,0 0, Zeichnen Sie ein l T Diagramm. Wird die vermutete Proportionalität durch da Diagramm betätigt? Begründen Sie. Betätigen Sie die Proportionalität für die Wertepaare rechnerich. Tabelle : Betätigung der Proportionalität T ~ l bzw. T ~ l l in m T in T in l m 0,0 0,0 0,0 0,. Unteruchen Sie die Abhängigkeit der Periodendauer eine Fadenpendel von der Mae de Pendelkörper. Wählen Sie die folgenden Maen: 0 g, 50 g, 100 g, 150 g, 00 g. Erfaen Sie die Mewerte in einer Tabelle 3, ähnlich der Tabelle 1. Meen Sie wieder 3. Unteruchen Sie die Abhängigkeit der Periodendauer eine Fadenpendel von dem Aulenkungwinkel. Wählen Sie die folgenden Aulenkungwinkel: 5, 0, 45 und 90. Erfaen Sie die Mewerte in einer Tabelle, ähnlich der Tabelle 1. Meen Sie wieder Formulieren Sie die Reultate ihrer Unteruchungen zuammenfaend in Sätzen.

4 Da Federpendel Da Federpendel Aufgabe: Unteruchen Sie, wie die Periodendauer eine Federpendel von der Mae de Pendelkörper, von der Aulenkung und von der Federhärte abhängt. 1. Skizzieren Sie ein Federpendel in einem Umkehrpunkt. Kennzeichnen Sie in der Skizze die Gleichgewichtlage und die Amplitude.. Gleichung für die Periodendauer eine Federpendel Geben Sie eine Gleichung für die Periodendauer eine Federpendel an. Benennen Sie die enthaltenen phyikalichen Größen und geben Sie ihre Grundeinheiten an. Geben Sie die Gültigkeitbedingungen für die Gleichung an. 3. Bereiten Sie da Protokoll o vor, da Sie die Mewerte entprechend dem Ablauf de Experiment eintragen und die Auwertung zügig durchführen können. Planen Sie die Unteruchungen mit der folgenden Tabelle: Abhängigkeit zwichen Periodendauer T und Diee Größe mu verändert werden Diee Größe bleibt unverändert Erwarteter Zuammenhang Mae m T ~ m bzw. T ~ m Skizzieren Sie eine Experimentieranordnung. Notieren Sie die erforderlichen Geräte und Hilfmittel. Bereiten Sie alle Mewerttabellen vor. Stellen Sie die benötigten Gleichungen entprechend um und chreiben Sie die Gleichungen mit in die Tabellenköpfe. Berechnen Sie die Periodendauer und die Frequenzen in allen Tabellen mit Hilfe der Gleichung von Aufgabe. Bereiten Sie da Diagramm vor.

5 Da Federpendel Durchführung und Auwertung 1. Unteruchen Sie die Abhängigkeit der Periodendauer eine Federpendel von der Mae de Pendelkörper. Nutzen ie die weiche Feder (Federkontante: k = 3,1 kg ). Wählen Sie nicht zu große Aulenkungen. Wählen Sie die folgenden Maen: 50 g, 100 g, 150 g, 00g. Betimmen Sie zu jeder Mae die Periodendauer au der Zeit für 10 Schwingungen. Berechnen Sie jeweil die Frequenz der Schwingung. Tabelle 1: Abhängigkeit der Periodendauer T von der Mae m Bedingungen: y max = kontant: y max = ; k = kontant: k = 3,1 kg (weiche Feder) m in kg t in T =... Gemeen T =... Berechnet 0,00 0,0 0,0 0,0 0,05 Zeichnen Sie ein m T Diagramm. Wird die vermutete Proportionalität durch da Diagramm betätigt? Begründen Sie. Betätigen Sie die Proportionalität für die Wertepaare rechnerich. Tabelle : Betätigung der Proportionalität T ~ m bzw. T ~ m m in kg T in T in 0,00 0,0 0,0 0,05 m kg. Unteruchen Sie die Abhängigkeit der Periodendauer eine Federpendel von Aulenkung. Wählen Sie mindeten 3 verchiedene Aulenkungwege. Erfaen Sie die Mewerte in einer Tabelle, ähnlich der Tabelle 1. Meen Sie wieder 3. Unteruchen Sie die Abhängigkeit der Periodendauer eine Federpendel von der Federkontanten. Meen Sie die Periodendauer für die harte Feder ( k = 11,0 kg ) und für die weiche Feder ( k = 3,1 kg ). Erfaen Sie die Mewerte in einer Tabelle, ähnlich der Tabelle 1. Meen Sie wieder Formulieren Sie die Reultate ihrer Unteruchungen zuammenfaend in Sätzen.