Protokoll

Naturwissenschaftliches Labor Physik 05.12.08
Mechanik
Auswertung von Messserien mit dem TI
Inhaltsangabe:
1.) Fadenpendel
2.) Messungen mit dem CBR (2.) Freier Fall
Aufgaben:
1.) Fadenpendel:
Bei diesem Experiment mussten meine Partnerin
und ich, den funktionalen Zusammenhang
zwischen der Pendellänge l und der
Schwingungsdauer t(l) herausfinden.
Wir haben dazu mehrere Messungen mit
unterschiedlichen Pendellängen und zwei
unterschiedlichen Auslenkungswinkel (α= 10°;
α´= 30°) durchgeführt.
(z.B.: geg.: l = 78cm, α = 10°; ges.: r
r= sin(10)*78≈ 13.54cm
geg.: l = 78cm, α´= 30°; ges.: r´
r´= sin(30)*78= 39cm )
l t(l) *
19,5 cm
26 cm
39 cm
59 cm
78 cm
α =10° r =3.4cm
9.1 s
α´=30° r´=9.8cm 9.2 s
α =10° r =4.5cm 10.0 s
α´=30° r´=13cm 10.2 s
α =10° r =6.8cm 12.9 s
α´=30° r´=19.5cm 12.8 s
α =10° r =10.3cm 15.2 s
α´=30° r´=29.5cm 15.6 s
α =10° r =13.4cm 17.7 s
α´=30° r´=39cm 18.0 s
* Wir haben die Schwingungsdauer von 10 Hin- und Her- Bewegungen gemessen
Daniela Kadlec, 6.a Seite 1

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Die Schwingungsdauer eines Fadenpendels hängt hauptsächlich von der Länge
des Pendels ab, der Auslenkungswinkel beeinflusst die Schwingungsdauer nur
wenig!!
Am TI:
Wir haben die Wertepaare in den Data/Matrix Editor eingegeben:
Zeit t(l) in s c1 Spalte
Länge l in cm c2 Spalte
F5: Calculation Type: PowerReg
x c2
y c1
y= a*x^b
a = 2.105712
b = 0.487806
Unser Graph ist eine Wurzelfunktion
2.) Messungen mit dem CBR Freier Fall:
Bei diesem Experiment haben wir das CBR-
Gerät auf einem Stativ befestigt (siehe
Skizze) um die Beschleunigung a,
verschiedener Bälle zu messen.
Am TI:
• Home: Ranger() Enter
Setup Menus
Use this Setup: start now
Realtime: No
Time (s): 2
Display: Distance
Begin on: 10 sec delay
Smoothing None
Units: Meters
• Nach den 10 Sekunden, haben wir
den gelben Ball (234.9g) fallen
gelassen:
ENTER
Bei dieser Graphik kann man das
aufpeppeln, des Balls gut erkennen!
Daniela Kadlec, 6.a Seite 2

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• Wir haben noch eine Messung mit
dem gelben Ball durchgeführt (selbe
Setup Menus):
(Elastizität des Balles)
Bei dieser Graphik kann man den
freien Fall gut erkennen
• Um den interessanten Teil, noch
besser zu erkennen, haben wir den freien Fall ausgeschnitten:
Enter 4:Plot Tools 1:Select Domain
• Danach haben wir die Daten mit dem Programm „cbrdata“ abgespeichert:
Home: cbrdata() Enter
abspeichern unter: cbrdata1
• Dann haben wir die Daten
ausgewertet:
Data/Matrix Editor: 3:New
F5: Calculation Type: QuadReg
x c1
y c2
Store RegEQ to y1(x)
• Zum Schluss, haben wir noch die
Kreuze, die die Messwerte des CBR´s
darstellen, eingezeichnet:
F2: F1:
Plot Type Scatter
Mark Cross
x c1
y c2
♦ Graph
• Für unsere beschleunigte Bewegung
gilt:
y=4.68*x²+(-3.56)*x+1.01
Die Beschleunigung des Balls
betrug rund 9.34m/s²
g ≈ 9.81m/s² (Erdbeschl.)
Die Beschleunigung des Balls
entspricht nicht ganz der
Erdbeschleunigung wegen des Luftwiderstands!!
Daniela Kadlec, 6.a Seite 3

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Zusatz:
Wir haben denselben Versuch, mit einem kleineren Ball (weißer Ball: 32.7g) und
einem Kaffeefilter durchgeführt:
• Auch beim weißen Ball, haben wir,
genauso wie beim gelben Ball, die
Werte ausgewertet und die
Beschleunigung berechnet:
Beschleunigung + Messwerte des
CBR´s
• Für diese beschleunigte Bewegung
gilt:
y=4.00*x²+(-0.97)*x+0.33
a ≈ 8.01m/s²
Durch den Kaffeefilter, ist der
Luftwiderstand noch größer der Ball
wir dadurch noch weniger
beschleunigt!
Ausgezeichnete und ausführliche Arbeit! Bei diesem Protokoll kann man auch noch
nach Monaten erkennen, was du gemacht hast!
7 Punkte + 12 Punkte + 3 Zusatzpunkte
Daniela Kadlec, 6.a Seite 4