Gedämpfte mechanische Schwingung (Kugel)(Pasco)

Kurzbeschreibung

Ein Federpendel ist so aufgebaut, dass der Faden, an dem das Gewicht und die Kugel hängen über einen Drehfrequenzsensor läuft.

Abbildung 1: Aufbau

 

Mit Data Studio kann über den Drehfrequenzsensor die Ortskurve des Pendels aufgenommen werden. Dabei wird die Winkelposition des Sensors gemessen.
Die Dämpfung der Schwingungskurve kann durch die verschiedenen Medien (Luft, Wasser, Glycerin) und durch verschiedene Gewichte verändert werden (siehe Abb.2+3). Die Dämpfung wird allerdings aufgrund der Reibung zwischen Schnur und Rolle verstärkt.
Für die Amplitude gilt:

Dabei ist b der Reibungskoeffizient zwisschen Kugel und Medium, plus Rolle und Schnur. m ist die Masse des Gewichts und der Kugel.

Abbildung 2: Schwingungskurven für Luft, Wasser und Glycerin

 

Der Reibungskoeffizient von Luft ist sehr gering deswegen nimmt die Amplitude sehr schwach ab.
In Wasser ist die Abnahme stärker, in Glycerin am stärksten.

Durch Veränderung der Masse kann die Dämpfung ebenfalls beeinflusst werden. Für große Massen ist die Dämpfung kleiner als für kleine Massen. Dies liegt an der Trägheit der Masse.

Betriebsanweisungen: Elektrogeräte

Abbildung 3: Schwingungskurven in Glycerin mit unterschiedlichen Massen

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