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Fachbrief Nr. 5 Physik 16.09.2007

4. Klasse 11 Schwingungen: Aufzeichnen einer mechanischen Schwingung am

Beispiel des Feder-Masse-Pendels

Das Aufzeichnen mechanischer Schwingungen gelingt mit Hilfe eines Ultraschallbewegungs-

sensors ohne größeren technischen Aufwand und lässt sich im Schülerversuch durchführen.

Beim Modellieren der gewonnenen Elongations-Zeit-Kurve werden Kenntnisse über trigono-

metrische Funktionen aus den Klassenstufen 10 und 11 angewandt. Auch bei diesem

Versuch erhält man die zugehörigen Geschwindigkeits- und Beschleunigungsdaten entweder

durch numerische Differentiation oder direkt vom Sensor (nur TI CBR und CBR2). Bei einer

stärkeren Dämpfung als in den unten gezeigten Beispielen können zudem Untersuchungen

zum Dämpfungsverhalten angestellt werden.

Auswertungsmöglichkeiten:

- Interpretation des Abstand-Zeit-Diagramms

- Koordinatentransformation – Erstellen des Elongations-Zeit-Diagramm

- Modellieren der Elongations-Zeit-Kurve mit Hilfe einer Sinusfunktion

- Berechnung der Momentangeschwindigkeiten und -beschleunigungen durch

numerische Differentiation; Modellieren der erhaltenen Kurven

- Interpretation der zugehörigen v-t- und a-t-Diagramme

- Untersuchung von gedämpften Schwingungen

Beispiel: Feder-Masse-Pendel (Schüler- oder Lehrerversuch,

Auswertung mit TI Voyage 200)

Versuchsaufbau

Abstands-Zeit-Diagramm (vor und nach

der Koordiantentransformation

Versuchsaufbau

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