[Malak]

Leider experimentieren wir nächste Stunde mal wieder...da stelle ich mich nie besonders an. Nun ja, jedenfalls möchte ich mich schonmal darauf vorbereiten. Wir sollen überlegen, was man beim Pendel und beim Federschwinger untersuchen könnte und wie. Und dann halt auch so durchführen. Habe bisher folgende Ideen:

- Einfluss der Länge der Schnur/ der Federkonstante auf ymax und Schwingdauer
- Einfluss der Masse des Gewichtes auf ymax und Schwindauer
- Abnahme von ymax, *Einfluss von Schnur und Gewicht dadrauf

Ja, viel mehr habe ich noch nicht...eventuell noch, welchen Einfluss die Kraft, mit der man das Pendel, na ja, ich sage mal, noch zusätzlich "anstößt" hat, also nicht nur fallen lassen...aber wie das praktisch umsetzbar ist, fraglich...

ich hoffe, ihr habt noch Ideen und wie man das am besten praktisch umsetzt. Es geht wirklich um die absolute Einführung in das Thema, hatten wir vorher noch nie.

Ach ja: Ihr dürfte auch gerne erwähnen, auf was man kommen sollte, dass ist immer praktisch um frühzeitig erkennen zu können, ob man vielleicht etwas falsch macht
Und wenn man sich da schon drauf vorbereiten kann...

[Satans Krümelmonster]

Du hast eigentlich schon alles genannt.

Man kann beim Federpendel:

Die Periodendauer in Abhängigkeit von der Masse betrachten
Und die Periodendauer in Abhängigkeit von der maximalen Auslenkung.

Dabei stellt man fest, dass

Spoiler:(zum lesen bitte Text markieren)

Bei steigender Masse die Periodendauer steigt und dass die max. Auslenkungkeinen Einfluss hat.
T=2pi*sqrt(m/D)
(D ist die Federkonstante)

Beim Mathematischen Pendel kann man das gleiche machen.
Allerdings mit folgenden Variablen:

T in Abhängigkeit von der Masse,
T in Abhängigkeit von der Länge des Fadens,
und T in Abhängigkeit von de Winkel (max. Auslenkung). (Der Winkel sollte zwischen 0° und 8° liegen)

Man bekommt heraus, dass

Spoiler:(zum lesen bitte Text markieren)

Die Masse keine Rolle spielt und der Winkel auch nicht, wenn er relativ klein ist (Bei einer Rechnung sollte er zwischen den angegebenen Werten liegen).
Die Periodendauer ist aber eine Funktion der Länge:
T=2*pi*sqrt(l/g)
(g ist die Fallgeschleunigung)

Und du bist echt erst in der 10?
Ich bin im 12er LK und wir machen das gerade auch xD

[Malak]

Du hast eigentlich schon alles genannt.

Man kann beim Federpendel:

Die Periodendauer in Abhängigkeit von der Masse betrachten
Und die Periodendauer in Abhängigkeit von der maximalen Auslenkung.

Dabei stellt man fest, dass

Spoiler:(zum lesen bitte Text markieren)

Bei steigender Masse die Periodendauer steigt und dass die max. Auslenkungkeinen Einfluss hat.
T=2pi*sqrt(m/D)
(D ist die Federkonstante)

Beim Mathematischen Pendel kann man das gleiche machen.
Allerdings mit folgenden Variablen:

T in Abhängigkeit von der Masse,
T in Abhängigkeit von der Länge des Fadens,
und T in Abhängigkeit von de Winkel (max. Auslenkung). (Der Winkel sollte zwischen 0° und 8° liegen)

Man bekommt heraus, dass

Spoiler:(zum lesen bitte Text markieren)

Die Masse keine Rolle spielt und der Winkel auch nicht, wenn er relativ klein ist (Bei einer Rechnung sollte er zwischen den angegebenen Werten liegen).
Die Periodendauer ist aber eine Funktion der Länge:
T=2*pi*sqrt(l/g)
(g ist die Fallgeschleunigung)

Und du bist echt erst in der 10?
Ich bin im 12er LK und wir machen das gerade auch xD

Joa. Die genaue Überschrift für das große Thema lautet "Mechanische Schwinungen- und Wellen"

Ansonsten danke für die Hilfe. Dann weiß ich, dass ich doch nicht so wenig habe. Denn die ganzen Gruppen um mir herum haben scheinbar versucht, krampfhaft irgendwas zum Untersuchen zu finden, soviel, wie die aufgeschrieben haben xD

@Domingo: Ja, habe mich verlesen^^

[Domingo]

Und du bist echt erst in der 10?
Ich bin im 12er LK und wir machen das gerade auch xD

Ich kann mich vage daran erinnern, eine kleinere Einheit über Schwingungen in der 10ten gemacht zu haben. Mechanische Schwingungen haben wir afair aber auch erst in der 12 im Profilfach Physik näher besprochen....
...scheint wohl ein Wahlthema zu sein, welches der Lehrer mit ihnen besprechen möchte.

@Schnurlänge:
Schau mal nach, was in der Formel für die Periodendauer steht.

[Schmunzel]

Ich kann mich vage daran erinnern, eine kleinere Einheit über Schwingungen in der 10ten gemacht zu haben. Mechanische Schwingungen haben wir afair aber auch erst in der 12 im Profilfach Physik näher besprochen....
...scheint wohl ein Wahlthema zu sein, welches der Lehrer mit ihnen besprechen möchte.

Ich find es krass, dass der Stoff der Klasse 11 und 12 im Studium nur wenige Wochen vorhält. Physik hatt ich allerdings in der 10. abgewählt gehabt.

[walljumper]

Ich find es krass, dass der Stoff der Klasse 11 und 12 im Studium nur wenige Wochen vorhält.

Naja so kann man das nicht sagen. Ich treffe auch im 3. Semester noch auf Dinge, die ich noch aus der Schule kenne und im 4. werde ich vermutlich auch noch was finden.

@Topic
du kannst noch untersuchen, was für große Auslenkungen x0 passiert, die Schulformeln gelten nämlich nur für kleine Auslenkungen (klein Winkelnäherung des sinus) für große Auslenkungen gibt es keine geschlossene Formel, man kann die Gleichungen nur numerisch Lösen.

[Malak]

Naja so kann man das nicht sagen. Ich treffe auch im 3. Semester noch auf Dinge, die ich noch aus der Schule kenne und im 4. werde ich vermutlich auch noch was finden.

@Topic
du kannst noch untersuchen, was für große Auslenkungen x0 passiert, die Schulformeln gelten nämlich nur für kleine Auslenkungen (klein Winkelnäherung des sinus) für große Auslenkungen gibt es keine geschlossene Formel, man kann die Gleichungen nur numerisch Lösen.

Denke nicht, dass das für uns relevant sein wird...wobei, mir fällt noch was ein: Was ist denn mit der Geschwindigkeit? Man könnte ja die mittlere horizontale Geschwindigkeit messen...also einfach v=(2*ymax)/t

Zu was für ein Ergebnis man auch kommt (würde ja beim Fadenpendel zumindest stehts gleiche Geschwindigkeit vermuten, dass die Periodendauer ja nur von der Schnurlänge abhängt, also je kürzere Schnur, desto kürzere Periodendauer...jedoch wird ja so auch xmax kleiner).

[Malak]

So...mal ein weitere kleinere Frage:
Wir sollen jetzt schonmal fürs nächste Experiment mit dem Federschwinger die Vorbetrachtung durchführen, weil es beim letzten Mal mit dem Protokoll knapp wurde...so, da haben wir "Aufgaben" bekommen...ich soll jetzt die Versuchsanordnung zeichnen, kein Problem. Nun soll ich aber die wirkenden Kräfte einzeichnen und den Wirkungszusammenhang erläutern. Wie soll ich sagen...den Zusammenhang an sich verstehe ich voll und ganz...nur in Kräften ausgedrückt ist das ein bisschen blöd. In Energie ausgedrückt weiß ich ja, dass ständig potenzielle Energie und kinetische Energie ineinander umgewandelt wird (die Energie, die eine Feder aufgrund seiner Spannung bzw. seiner Dehnung hat kann man ja als Energie der Lage auffassen, hatten wir zumindest mal so gelernt).

Aber wie soll ich das in Kräften ausgedrückt? Habe das beschrieben ungefähr so skizziert:
In der Mitte die Feder samt Gewicht in der Ruhelage. Links und rechts jeweils mit geschrichelten Linien jeweils den Federschwinger beim oberen und unteren Umkehrpunkt, soll halt das Schwingen darstellen. Bei der Ruhelage habe ich eine Kräftepfeil nach unten und daneben gleich nach oben gemacht, was einfach darstellen soll, dass die Kraft im Punkt der Ruhelage nach oben oder unten gewirkt, je nachdem, bei welchen Umkehrpunkt die Feder zuletzt war. Habe ich auch so noch mal in der Erläuterng geschrieben, um Missverständnissen vorzubeugen. Diese Kräfte habe ich mit F1 betitelt. Am oberen Umkehrpunkt habe ich einen Kraftpfeil nach unten gezeichnet, da ab dort die Feder durch die Federspannkraft ja wieder nach unten beschleunigt wird. Am unteren Umkehrpunkt natürlich nach oben. Wäre das so richtig? Die Kraft am Umkehrpunkt habe ich F2 genannt.
Beim Zusammenhang habe ich dann kurzegfasst geschrieben, dass F1=-F2, da die Feder ab dem Umkehrpunkt ja eigentlich mit der selben Kraft wieder zurückbeschleunigt wird, wie sie ursprünglich hinbeschleunigt wurde, nur eben mit anderer Wirkungsrichtung der Kraft.

Wäre das so richtig? Kräfte finde ich halt immer doof...

[Satans Krümelmonster]

fast.
in der ruhelage (egal ob die feder vorher eine schwingung durchgeführt hat oder nicht) wirkt resultierend keine fraft auf die masse, da die kraft immer zu ruhelage hin geht.
(und wenn die masse schon in der ruhelage ist, wo soll die kraft dann noch hin wirken? )

der grund, weshalb die feder trotzdem weiterschwingt, ist, dass noch kinetische energie vorhanden ist, die dann nach und nach in potentielle energie umgewandelt wird.

[Malak]

fast.
in der ruhelage (egal ob die feder vorher eine schwingung durchgeführt hat oder nicht) wirkt resultierend keine fraft auf die masse, da die kraft immer zu ruhelage hin geht.
(und wenn die masse schon in der ruhelage ist, wo soll die kraft dann noch hin wirken? )

der grund, weshalb die feder trotzdem weiterschwingt, ist, dass noch kinetische energie vorhanden ist, die dann nach und nach in potentielle energie umgewandelt wird.

Ah...ich glaube ich verstehe. Kräfte wirken ja nur beim Beschleunigen...dass heißt aber wiederum, dass bereits nach Übertreten der Ruhelage bereits eine Kraft entgegen der Bewegungsrichtung wirkt, da das Gewicht bis zum Umkehrpunkt ja negativ beschleunigt wird, oder? Die Kraft ist dann auch ständig gleich groß, oder? (vom Betrag her, die Wirkungsrichtung unterscheidet sich ja je nachdem, auf welchen Umkehrpunkt sich die Feder zubewegt)

Wenn ich aber nun einfach F1 die Kraft an UP1 nenne und F2 die Kraft an UP2, dann gilt dennoch F1=-F2, oder?

[Satans Krümelmonster]

Ah...ich glaube ich verstehe. Kräfte wirken ja nur beim Beschleunigen...dass heißt aber wiederum, dass bereits nach Übertreten der Ruhelage bereits eine Kraft entgegen der Bewegungsrichtung wirkt, da das Gewicht bis zum Umkehrpunkt ja negativ beschleunigt wird, oder?

Wenn ich das richtig verstanden haben, ja.

Die Kraft ist dann auch ständig gleich groß, oder? (vom Betrag her, die Wirkungsrichtung unterscheidet sich ja je nachdem, auf welchen Umkehrpunkt sich die Feder zubewegt)

nein. die kraft ist zeitabhängig.
das gesetz lautet: F(t)=-m*ω²*y(t)
wenn sie feder eine sinusschwingung ausführt, ist das folgendermaßen:
F(t)=-m*ω²*ŷ*sin(ωt)

Wenn ich aber nun einfach F1 die Kraft an UP1 nenne und F2 die Kraft an UP2, dann gilt dennoch F1=-F2, oder?

ja, das stimmt.

[Larnak]

Um es nochmal zusammenzufassen:

Bei maximale Auslenkung:
Die Geschwindigkeit ist hier jeweils gleich null, die Beschleunigung aber maximal in Richtung der Ruhelage

Bei Durchgang durch die Ruhelage:
Hier hat die Geschwindigkeit den größten Betrag, die Beschleunigung ist aber gleich null.


Ist auch logisch - je weiter du eine Feder ausdehnst, desto stärker musst du an ihr ziehen, wenn du sie noch weiter dehnen willst. Das gleiche "Problem" hat in dem Fall auch dein Pendel.
Die Kraft kannst du auch direkt schreiben als F= -D*y (Wenn y die Auslenkung, D die Federkonstante und F die Kraft Richtung Ruhelage sind.)