Kursthemen

  • Organisatorisches

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  • Erarbeitung der Formel für die Schwingungsdauer

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

      Hinweise

      Unter der "Dauer jeder Schwingung" verstehen wir in der modernen Physik die sogenannte Schwingungsdauer, das ist die Zeitspanne, die der Pendelkörper benötigt, um einmal "hin und wieder zurück" zu schwingen.

      Als Maß für die "durchmessene Strecke" benutzen wir in der modernen Physik die sogenannte Amplitude, das ist die Länge der Strecke vom sogenannten Ruhepunkt des Pendelkörpers bis zum Punkt seiner größten Auslenkung (der meist der Punkt beim ruhigen Loslassen des Pendelkörpers ist).

      Unter "konstant blieb" meint GALILEI, dass für unterschiedliche Werte der "durchmessenen Strecke" die "Dauer jeder Schwingung" 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.

      Beobachtungen

      Aufgabe

      Untersuche im Schülerexperiment mit einem Fadenpendel GALILEIs Hypothese, dass bei kleinen Auslenkungen "die Dauer jeder Schwingung der Lampe unabhängig von der durchmessenen Strecke konstant blieb". Nimm dazu mindestens 5 Wertepaare auf.

    • Hypothesenbildung

      Aufgabe

      Wenn die Schwingungsdauer eines Fadenpendels nicht von der Amplitude der Schwingung abhängt: Von welchen Größen könnte die Schwingungsdauer eines Fadenpendels denn dann abhängen?

      Tipp für Lehrkräfte: Kartenabfrage z.B. über die Aktivität "Datenbank".

    • Beobachtungen

      Aufgabe

      Untersuche im Schülerexperiment mit einem Fadenpendel, ob und wenn ja wie die Schwingungsdauer eines Fadenpendels von der Masse des Pendelkörpers abhängt. Nimm dazu mindestens 5 Wertepaare auf.

      Untersuche im Schülerexperiment mit einem Fadenpendel, ob und wenn ja wie die Schwingungsdauer eines Fadenpendels von der Fadenlänge abhängt. Nimm dazu mindestens 5 Wertepaare auf.

      Untersuche mit Hilfe dieser Simulation von LEIFIphysik, ob und wenn ja wie die Schwingungsdauer eines Fadenpendels vom Ortsfaktor abhängt. Nimm dazu mindestens 5 Wertepaare auf.

      Hinweise

      Achte darauf, dass bei allen Versuchen die Auslenkung immer klein bleibt.

      Achte darauf, dass die Fadenlänge nicht die wirkliche Länge des Fadens, sondern die Strecke vom Aufhängepunkt bis zum Schwerpunkt des Pendelkörpers ist. Um z.B. bei unterschiedlichen Massen die Fadenlänge konstant zu halten musst du den Faden selbst möglicherweise verkürzen oder verlängern.

    • Auswertung

      Werte die beiden Messreihen zur Abhängigkeit der Schwingungsdauer von der Fadenlänge und dem Ortsfaktor aus. Bestimme dazu mit Hilfe der Regressionsfunktion deines GTR die Funktion, die die Messwerte am besten beschreibt.

      Fasse die Ergebnisse der beiden Teilversuch mathematisch zusammen.

      Bestimme mit Hilfe aller Messwerte den fehlenden Wert des nötigen Proportionalitätsfaktors.

    • Ergebnis

      Das Ergebnis findest du auf dieser Seite bei LEIFIphysik.

    • Aufgaben
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      Quiz zu den Einflussgrößen auf die Schwingungsdauer eines Fadenpendels H5P
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      Quiz zu Diagrammen zur Schwingungsdauer eines Fadenpendels H5P
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      Quiz zur Formel der Schwingungsdauer eines Fadenpendels H5P

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