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  • Allgemeines

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  • Galileo GALILEI und das Pendelprinzip

    • Sieh dir den folgenden Ausschnitt aus der sehenswerten Dokumentation " Galileo Galilei und die Sterne" von Jean-Claude Lubtchansky an.

      Deutscher Text

      Im Alter von 19 Jahren stellt Galilei in der Kathedrale von Pisa seine Beobachtungsgabe und sein klares Denken unter Beweis. "Mich überraschte die Tatsache, dass die Dauer jeder Schwingung der Lampe unabhängig von der durchmessenen Strecke konstant blieb. Ich unternahm eine Reihe von Messungen, um das zu überprüfen. Ich erkannte, dass diese regelmäßige Bewegung zur Zeitmessung dienen könnte. Auf der Grundlage dieses Pendelprinzips habe ich für meine Professoren einen Apparat erfunden, der mit großer Genauigkeit den Pulsschlag misst."

      Französischer Text

      À l'âge de 19 ans, Galilée fait preuve de son sens de l'observation et de sa clarté de pensée dans la cathédrale de Pise. « J'ai été surpris par le fait que la durée de chaque oscillation de la lampe restait constante, quelle que soit la distance parcourue. J'ai entrepris une série de mesures pour le vérifier. Je me suis rendu compte que ce mouvement régulier pouvait servir à mesurer le temps. Sur la base de ce principe de pendule, j'ai inventé pour mes professeurs un appareil qui mesure les pulsations avec une grande précision ».

      Hinweise

      Statt "Dauer jeder Schwingung" sagen wir in der modernen Physik  Schwingungsdauer. Die Schwingungsdauer ist die Zeitspanne, die der schwingende Körper benötigt, um einmal "hin und wieder zurück" zu schwingen.

       

      Als Maß für die "durchmessene Strecke" benutzen wir in der modernen Physik die sogenannte Amplitude. Die Amplitude ist die Länge der Strecke vom Ruhepunkt des schwingenden Körpers bis zum Punkt seiner größten Auslenkung.

       

      Unter "konstant blieb" meint GALILEI, dass für unterschiedliche Werte der Amplitude die Schwingungsdauer immer den gleichen Wert hat.

      Schließlich pendelte die Lampe, die GALILEI beobachtete, nur sehr wenig nach links und rechts. Wir sprechen in der modernen Physik dann von einer kleinen Auslenkung.

      Französischer Text

      Remarques

      Au lieu de « durée de chaque oscillation », nous disons en physique moderne durée d'oscillation. La durée d'oscillation est le temps nécessaire au corps oscillant pour faire un « aller-retour ».

       

      Pour mesurer la « distance parcourue », nous utilisons en physique moderne ce que l'on appelle l'amplitude. L'amplitude est la longueur de la distance entre le point de repos du corps oscillant et le point de sa plus grande déviation.

       

      Par « restée constante », GALILEI entend que pour différentes valeurs de l'amplitude, la durée de l'oscillation a toujours la même valeur.

      Finalement, la lampe observée par GALILEI n'oscillait que très peu à gauche et à droite. Nous parlons alors, en physique moderne, d'une petite déviation.

    • Arbeitsauftrag 1

      Untersuche mit einem Fadenpendel GALILEIs Hypothese, dass bei kleinen Auslenkungen "die Dauer jeder Schwingung der Lampe unabhängig von der durchmessenen Strecke konstant blieb", d.h. dass die Schwingungsdauer unabhängig von der Amplitude ist.

      • Baue das Experiment mit der größten Länge des Fadens und einer Masse von 100g auf.
      • Lenke das Pendel ein kleines Stück (zwischen 5cm und 25cm) aus und miss die Amplitude mit dem Lineal.
      • Lasse dann das Pendel los und miss die Zeit für 10 ganze Schwingungen. Berechne aus dieser Zeit die Schwingungsdauer.
      • Wiederhole das Experiment mit 4 anderen kleinen Amplituden.

      Beurteile mit deinen Ergebnissen, ob GALILEIs Hypothese richtig ist.

      Französischer Text

      Exercice 1

      Avec un pendule à fil, examine l'hypothèse de GALILEI selon laquelle, pour de petites déviations, « la durée de chaque oscillation de la lampe est restée constante quelle que soit la distance parcourue », c'est-à-dire que la durée de l'oscillation est indépendante de l'amplitude.

      • Construis l'expérience avec la plus grande longueur de fil et une masse de 100 g.
      • Détourne le pendule d'une petite distance (entre 5 cm et 25 cm) et mesure l'amplitude avec la règle.
      • Relâche ensuite le pendule et mesure le temps de 10 oscillations entières. Calcule la durée de l'oscillation à partir de ce temps.
      • Répétez l'expérience avec 4 autres petites amplitudes.

      À l'aide de tes résultats, évalue si l'hypothèse de GALILEI est correcte.

    • Arbeitsauftrag 2

      Wenn die Schwingungsdauer eines Fadenpendels nicht von der Amplitude der Schwingung abhängt:

      Von welchen Größen könnte die Schwingungsdauer eines Fadenpendels denn dann abhängen?

      Trage in diese Wortwolke ein, von welchen Größen die Schwingungsdauer eines Fadenpendels abhängen könnte.

      Französischer Text

      Exercice 2

      Si la durée d'oscillation d'un pendule à fil ne dépend pas de l'amplitude de l'oscillation:

      De quelles grandeurs pourrait dépendre la durée d'oscillation d'un pendule à fils?

      Inscrivez dans ce nuage de mots de quelles grandeurs pourrait dépendre la durée d'oscillation d'un pendule à fil.

    • Wir haben zusammengetragen, dass die Schwingungsdauer von

      • der Masse des Pendels
      • der Länge des Fadens
      • ...

      abhängen könnte.

      Französischer Text

      Nous avons rassemblé que la période d'oscillation dépend de

      • de la masse du pendule
      • de la longueur du fil
      • ...

      pourrait dépendre de la longueur du pendule.

      Arbeitsauftrag 3

      Untersuche mit dem Experiment, ob die Schwingungsdauer von der Masse des Pendels abhängt.

      • Baue das Experiment mit der größten Fadenlänge und der Masse des Pendels von 50g auf.
      • Lenke das Pendel ein kleines Stück aus.
      • Lasse dann das Pendel los und miss die Zeit für 10 ganze Schwingungen. Berechne aus dieser Zeit die Schwingungsdauer.
      • Wiederhole das Experiment mit Massen 100g, 150g und 200g.

      Beurteile mit deinen Ergebnissen, ob die Schwingungsdauer von der Masse des Pendels abhängt.

      Französischer Text

      Exercice 3

      Vérifie à l'aide de l'expérience si la durée d'oscillation dépend de la masse du pendule.

      • Construis l'expérience avec la plus grande longueur de fil et la masse du pendule de 50g.
      • Détourne un peu le pendule.
      • Relâche ensuite le pendule et mesure le temps de 10 oscillations complètes. Calcule la durée de l'oscillation à partir de ce temps.
      • Répétez l'expérience avec des masses de 100g, 150g et 200g.

      A l'aide de tes résultats, évalue si la durée de l'oscillation dépend de la masse du pendule.

      Arbeitsauftrag 4

      Untersuche mit dem Experiment, ob die Schwingungsdauer von der Länge des Fadens abhängt.

      • Baue das Experiment mit der Masse des Pendels von 100g und der größten Fadenlänge auf.
      • Lenke das Pendel ein kleines Stück aus.
      • Lasse dann das Pendel los und miss die Zeit für 10 ganze Schwingungen. Berechne aus dieser Zeit die Schwingungsdauer.
      • Wiederhole das Experiment mit kleineren Längen des Fadens.

      Beurteile mit deinen Ergebnissen, ob die Schwingungsdauer von der Länge des Fadens abhängt.

      Französischer Text

      Exercice 4

      Examine avec l'expérience si la durée d'oscillation dépend de la longueur du fil.

      • Construis l'expérience avec une masse de pendule de 100 g et la plus grande longueur de fil.
      • Détourne un peu le pendule.
      • Relâche ensuite le pendule et mesure le temps de 10 oscillations entières. Calcule la durée de l'oscillation à partir de ce temps.
      • Répétez l'expérience avec des longueurs de fil plus petites.

      A l'aide de tes résultats, évalue si la durée de l'oscillation dépend de la longueur du fil.