RP - Reversionspendel

[wutz32]

so, hier is mal noch ein anderes Antestat vom SS2009

1. Mathematisches-, Physikalisches- und Reversionspendel erklären und Unterschiede      
erläutern!      
2. Welche beiden Näherungen werden beim Versuch gemacht?      
3. Satz von STEINER an hand einer Skizze erläutern!      
4. Den Schwerpunktpunkt zwischen Erde und Mond Bestimmen! (Massen und      
Entfernung war gegeben!)

[corni]

danke für eure antworten...kurze frage...bin mir bei 3 sachen unsicher:

1. physikalische Bewegungsgleichung? Ja*(d²phi/dt²)=-m*g*sinphi oder?
 Und wie ist das bei der mathematischen? F=-m*g*sinphi?
2. Reversionpendel? Dazu steht im Script: "Bei unsymm. Massenverteilung wird für abwechselnd durchgeführte Schwingungsversuche um 2 parallele Achsen A+B eine nahezu gleiche Schwingungsdauer Ta und Tb erreicht" Ist das so ok?
3. Den Schwerpunktpunkt zwischen Erde und Mond Bestimmen?! Mit s=(Abstand*ME)/(ME+MM) ?

Danke!

[Baldr]

So ich hatte den Spaß heute, hier die Testatfragen:

1. a) Was ist ein Reversionspendel (2 pkt.)
    b) Zeichnen sie ein symmetrisches RP und erläutern sie dessen Vorteile (2 Pkt)

2. Was ist der unterschied zwisch math. und physikalischen Pendel (1 Pkt.)

3. a) Geben sie die Bewegungsgleichung für ein dämpfungsfreies physikalisches Pendel an
   und Lösen sie diese (also Ansatz mit sin oder cos(wt) und dann gehts los) (4 Pkt)
b) Gleichung für die Reduzierte Pendellänge (1 Pkt)

4 Punkte brauchte man zum mitspielen, war eigentlich kein Problem.
Versuch ist sehr eigentlich sehr easy, nur die Aufhängung der Pendel ist schon ziemlich abgenutzt,
also vorsichtig damit hantieren, sonst messt ihr alles und nichts !

Viel Spaß, Baldr

[Erfi]

Hatte heut auch das Praktikum und will niemand mit Fragen langweilen die hier eh schon 100 mal gepostet worde, aber eine Frage war dran die ich jetz hier noch nich gelesen habe...

Wie ist das Trägheitsmoment definiert? Leite es für einen Vollzylinder für Rotation um Schwerpunktsachse her! (3P)

Integral von r²dm hab ich ja noch hinbekommen (desswegen hab ich auch einen Punkt) aber die Herleitung konnte niemand von uns.


Das Praktikum an sich is dann sehr sehr chillig, nur die Fehleranalyse is halt bissl hässlig ^^
Am Besten schon mal vorher bissl wie groß delta ts, delta tz, delta Ls, delta Lz und delta s* sind

[Eli]

Ahoi,
ich hatte gestern Praktikum. Die Fragen, die dran kamen, wurden hier alle schon mind. einmal genannt.

Was ist ein RP? (2Pkt.)
Was ist der Unterschied phys. und math. Pendel? (1Pkt.)
Skizze Pendelaufbau und die Vorteile (2Pkt.)
Was ist die reduzierte Pendellänge (1Pkt.)
Schwinggleichung des phys. reibungsfreien Pendels aufschreiben und diese entwickeln + Skizze (4Pkt.)

Die Schwinggleichung hat nur einer aus der Gruppe gewusst, die muss man einfach auswendig wissen - steht gleich am Anfang der Anleitung. Die Entwicklung hatte niemand. Hat uns die nette Betreuerin vorgerechnet, aber jo... ne Diffgleichung halt, mit ner man nen Näherungsansatz macht... Für Gleichung und Skizze gibts aber jeweils 1Pkt., das reicht^^
Durchgekommen sind alle.

Wir habens geschafft genau pünktlich abzugeben, der Rest saß noch 10-15min über die Zeit raus. Im Grunde hat man viel Zeit zum schreiben und machen und was weiß ich, es muss nur bissl am Ball geblieben und nacheinander gemessen werden. Bissl das Protokoll vorbereiten kann auch nicht schaden.

Also keine Panik - dieses Praktikum is leicht

Viel Spaß den Nachfolgern wüscht
Eli

[lorbeer]

@ Abus:
Das mit der verkürzten Pendellänge stimmt schon so wie du das geschrieben hast.

Zur Dämpfung:
Ich versuch das was Dr. Däbritz uns erzählt hat mal noch zusammenzukratzen, also:

Du gehst von F=m*a aus, und betrachtest ein Federschwingungssystem (dh eine Feder, die an der Decke fixiert ist und wo am ende ein Massestück hängt).
Dadurch kannst du F mit -k/2*z ersetzen (Federgleichung) und a mit X(2Punkt), also der zweiten Ableitung des Weges -> Beschleunigung. Die Masse m kürzt sich dann raus.
wenn das dann alles auf eine Seite holst erhälst du:

                                                             x(2Punkt) + k/2*x = 0

Das ist bereits die Dämpfungsgleichung DGL im allgemeinen Falle, die Prof. Grossmann auch mal vor 3-4 Wochen mal in der Vorlesung erwähnt hat.
Dann wurde, warum auch immer k/2 mit omega ersetzt, aber es gibt bereits punkte, wenn du es soweit führst  wie angegeben.

- ohne Gewähr - versteht sich

Ich hoffe das hilft noch jemandem weiter.

Grützi
Armin

Beim Versuch, das nachzuvollziehen, bin ich auf drei Probleme gestossen- entweder stimmt die o.g. Anleitung nicht ganz oder ich habe ein paar Denkfehler.

Die Federkraft ist doch F= -k*x (und nicht k/2 * x).
Warum kürzt sich die Masse raus? Ich habe doch nur auf einer Seite (bei F=m*a) eine Masse in der Gleichung.
omega ist nach meiner Meinung nicht k/2, sondern Wurzel aus (k / m)

Bei mir sieht die Herleitung so aus:


[latex]
$ m \cdot a = - k \cdot x $\\
$ m \cdot \ddot{x} = - k \cdot x  $\\
$ m \cdot \ddot{x} + k \cdot x = 0 $\\
[/latex]

Man kann das noch umstellen mit

[latex]
$\omega = \sqrt{\frac{k}{m}} \rightarrow k = \omega^2 \cdot m$ \\
[/latex]

Einsetzen und durch m teilen ergibt

[latex]
$ \ddot{x} + \omega^2 \cdot x = 0 $
[/latex]

Stimmt meine Herleitung oder liege ich falsch?

[tobi0123]

ich hab mal (wahrscheinlich ziemlich speziell) 'ne frage:
im script ist eine fehlerformel angegeben, gleichung 19.
im 2. summanden (deltaTz/T) ist dort der faktor K angegeben, ich würde da eher auf den faktor 2 kommen.
die vereinfachung, die dort gemacht wird, besagt, dass die zufälligen fehler deltaTaz und deltaTbz gleich sind. das heißt doch, dass deltab=0 wird, oder nich? jo, und dann komm ich eben auf den faktor 2 und nich K an besagter stelle...
alle, die das praktikum schon hatten und auch die fehlerrechnung gemacht haben, können mir da doch sicherlich eine klare antwort geben, oder?!
danke schon ma.

[ChristianH]

also wir hatten heute den RP versuch... Praktikumsleiter kam rein und meinte er mache den Versuch zum 1. mal ... er habe außerdem die Erfahrung gesammelt aus anderen Praktikas, dass die Studenten immer viel zu früh fertig waren, daher habe er bei uns ein paar mehr Fragen entworfen. Dann kam ein Hammertest... Unter anderem wurde die Standardabweichung abgefragt, und eine allgemeine Gleichung zur Bestimmung des Trägheitsmomentes aus dem Massenschwerpunkt p(r), sowie eine Gleichung zur Bestimmung des Schwerpunktes aus dem Massenschwerpunkt p(r). An sich wollte er nur Gleichungen wissen. Allerdings wurden derartige Gleichungen nie im Skript genannt!!! :huh:

Andere Fragen wie beispielsweise der Aufbau des Reversionspendels und die Aufgabe (siehe Skriptaufgabe und die Angabe einer Formel zur Berechnung des Mittelwertes waren dagegen ziemlich einfach. Es wurde außerdem eine Formel zur Berechnung der Fehler zur Funktion f(a,b,c)=a²*b³/c abgefragt. A,b,c sind dabei fehlerbehaftet. Der Test war viel zu umfangreich mit Fragen, die in keinster Weise im Skript aufgefriffen wurden!

Nachdem er die Ausgangstest überflogen hatte meinte er, dass er nochmal ein paar Sachen wiederholt und den Test ein wenig überarbeitet, sodass jeder besteht. Denn es war sein erstes Praktikum. Beim Versuch selber legte er sehr viel Wert auf Exaktheit. Die Fehlerbetrachtung beim Protokoll stand im Vordergrund. Bei Nachfragen zur Fehlerrechnung meinte er, dass er dann das Protokoll abstuft (wenn man sich die Prozedur erklären lässt). Ansonsten war der Praktikumsleiter bei einem weiteren Praktikum beschäftigt und stand zu Rückfragen im Nachbarraum zur Verfügung. Er kam dann nur einmal kurz vor Ende vorbei. Alles in einem ein sehr mysteriöses Praktikum, da er meinte der Durchschnitt bei den Eingangstests würde sehr schlecht liegen. Zum Schluss gingen alle mit 1,3 - 2,7 beim Eingangstest raus. Damit hatte definitiv NIEMAND!!!! auch nur ansatzweise gerechnet.

Beim Protokoll gibts bei ihm anscheinend keine 1,0 ... obwohl es aus seiner sicht bei manchen Protokollen nichts zu bemängeln gab und das Protokoll sehr gut war. :whistling:

?

Fazit: Krasser Start mit mysteriösem Ende.

Durch die Lange Testphase zu Beginn war weniger Zeit vorhanden. Ein sehr gehetztes Praktikum. Eine Vorbereitung des Protokolls ist unbedingt ratsam!!!

[dr.podolski]

Amen... das war wirklich misteriös^^

[thanhtacle]

@all:
Wieder 'nen Haufen Gleichungen, von denen ich nicht wusste,
welche man zu lernen hat, ähnl. wie bei GS.

Doch waren eig. keine auswendig zu lernen (bei R. Dannroth, netter Typ, nicht so wie bei GS)

Fragen waren:[LIST=1]

• Worin besteht der Unterschied zwischen einem mathematischen und einem physikalischen Pendel. Wo ist das Reversionspendel einzuordnen?
• Welche zwei bestimmte Eigenschaften beeinflussen das Pendel durch Luft?
• Überführe Formel (4) in Formel (7)!
• Um welchen Faktor ändert sich [latex]T[/latex], wenn man [latex]l_{1}[/latex] auf [latex]l_{2}[/latex] vervierfacht? Geg. Gleichung: [latex]T = 2\pi \cdot \sqrt\frac{l}{g}[/latex]
  
• Was besagt der Satz von Steiner. Benenne die einzelnen Terme!

Lösung:[INDENT] zu 1.:[/INDENT][INDENT]

• math. P.: Größe und Masse des Körpers unrelevant, gesamte Masse in einem Punkt konzentriert;

[/INDENT][INDENT][INDENT]physik. P.: Größe und Masse des Körpers ist zu berücksichtigen[/INDENT][/INDENT][INDENT]

• RP ist einzuordnen in physik. P.

[/INDENT][INDENT]zu 2.:[/INDENT][INDENT]

• das Pendel erfährt Auftrieb
• mitschwingende Luft erhöht Trägheitsmoment
• (Reibung)

[/INDENT][INDENT]zu 3.:
[/INDENT][INDENT][INDENT] [latex](4): $g = \frac{4\pi^2L}{T}\cdot\frac{1}{1-\frac{\rho_L}{\rho}}\\(7): g = 4\pi²\cdot \frac{s^2_{B} - s^2_{A}}{(s_{B}T^2_{B} - s_{A}T^2_{A})(1-\frac{\rho_L}{\rho})}\\mit: s_{B} = L - s_{A}\;und\;T_A=T_B$[/latex]
[/INDENT]Das Kürzen, Umformen und Einsetzen von [latex]s_{B}\;und\;T_A=T_B[/latex] führt zu einer Gleichheit beider Terme.

zu 4.:[INDENT] [latex]T[/latex] verdoppelt sich.
[/INDENT]zu 5.:[INDENT] [latex]$J = J_{S} + ms^2_{A}\\J$\ldots$Tr"agheitsmoment\;des\;Sytems\\J$\ldots$Tr"agheitsmoment\;des\;Schwerpunktes\\ms^2_{A}$\ldots$Tr"agheitsmoment\;des\;K"orpers\;A\;bzgl.\;der\;Achse\;S$[/latex].

[/INDENT][/INDENT]Quellen: Gedächtnisprotokoll und meine Lösung + Berichtigung des Pr.-leiters.
PS: Habe statt einer erwarteten 4,0 oder schlechter eine 1,7/1,3 erhalten.

[wackeldackel]

Hallo Leute,

ich checke das nicht ganz mit den zwei parellelen Achsen A und B. Das ist im Script etwas mau erklärt worden. Mit googlen kam ich auch nicht voran. Kann mal jemand einen Tipp geben?

Danke

[thanhtacle]

Hallo Leute,

ich checke das nicht ganz mit den zwei parellelen Achsen A und B.
Das ist im Script etwas mau erklärt worden.
 Mit googlen kam ich auch nicht voran. Kann mal jemand einen Tipp geben?

Danke

Es ist, denke ich, nicht sonderlich erforderlich diesen Stichpunkt zu wissen,
um das ganze Thema zu verstehen.
Aber hier mal ein Bild dazu.
Die Achsen sind, denke ich, parallel zueinander,
damit das Pendel richtig (senkrecht zum Boden)
 in der Aufhängung angebracht wird
und so besser schwingt.
Ist natürlich nur eine Vermutung.
Hoffe es hilft.

[Bombenrichter]

• Steinerschen Satz + Einheit nennen
• Skizze zur Bestimmung von x3 (Diagramm)
• Fehlergleichung (gegebene Gleichung ableiten)
• homogenes Reversionspendel zeichne

[Ginkgo]

Abend,

Hatte heute das Vergnügen mit dem Praktikum.
War nicht mal annähernd so schlimm wie erwartet.

Zum Testat:

1)Satz von Steiner nennen und die Größen benennen (2Pkt)

2)reduzierte Pendelzüge erklären + Formel nennen (1Pkt)

3) Den heutigen Versuch mit eigenen Worten beschreiben (3Pkt)

4) Physik. / Mathe. / Reversionspendel zeichnen oder erklären (3Pkt)

5) 1 Korrektur nennen, welche man bei Luft machen muss (1Pkt)

Alles locker. Der Student der das geleitet hat war sehr locker drauf. Im Testat haben alle gut abgeschnitten und im Protokoll alle eine 1, ....

Gruß Ginkgo

[Failixander]

Unser Betreuer war ein Student und da er es recht locker gesehen hat, war das Praktikum ganz einfach. Testatfragen, an die ich mich erinnern kann:

- grob den Versuchsablauf beschreiben
- math. Pendel und phys. Pendel skizzieren und die Untersschiede erklären; Reversionspendel einordnen (= phys. Pende)
- Satz von Steiner aufstellen und Größen erklären
- reduzierte Pendellänge und was sie aussagt (in Worten)

Beim Versuch müsst ihr beachten, dass die Periodendauer ungefähr 2s beträgt. Kommt ihr auf 1s, dann habt ihr das Pendel zu weit ausgelenkt. Für TA=TB sind die Körper ungefähr 60cm vom Ende der Stange entfernt. (nur als Orientierung)