Schwingungen eines Federpendels
Mögliche Themenstellungen:
- Messung der Schwingungsdauer T
- Schwingung des Federpendels - Bewegungsgleichungen
- Herleitung/ Überprüfung des Gesetzes für die Schwingungsdauer eines Federpendels (m oder D sei jeweils bekannt)
- Bestimmung der Masse eines unbekannten Körpers aus der Schwingungsdauer
Zu beachten:
Der Versuch sollte mit relativ großen Gewichtsstücken durchgeführt werden, da der Bewegungsdetektor ansonsten nicht zuverlässig arbeitet. Die Abstrahlcharakteristik erfordert einen deutlichen Abstand (mindestens 25 cm) zu Aufbauten etc. Ferner dürfen sich keine beweglichen Teile im Umfeld des Bewegungsdetektors befinden.
Zunächst wird der zeitliche Verlauf der Elongation aufgezeichnet. Bei Bedarf (oder auch im Anschluß an den Versuch) kann man den zeitlichen Verlauf von Geschwindigkeit und Beschleunigung des Oszillators berechnen bzw. aufzeichnen lassen.
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Mit dem Programm Logger Pro lassen sich Abszisse und Ordinate problemlos einstellen. Hier wird die Kraft über der Auslenkung s aufgetragen.
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Beispiel für weiterführende Auswertung mit Logger Pro: Wenn der zeitliche Verlauf der Geschwindigkeit bekannt ist, kann man eine Spalte für die kinetische Energie festlegen und durch Eingabe der entsprechenden Formel die Energiewerte berechnen. Im Diagramm wird nun zum Beispiel per Mausclick die Darstellung der Bewegungsenergie über der Zeit gewählt!