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Das Federpendel: Experiment Teil 1
Sollten Sie über keine geeignete Schraubenfeder verfügen, können Sie mit dem nachfolgenden IBE ebenfalls das Schwingungsverhalten eines Feder(schwere)pendels gezielt untersuchen.
Lenken Sie den Pendelkörper zunächst einmal aus seiner Ruhelage aus und lassen Sie ihn los, damit er anschließend freie Schwingungen ausführen kann.
Hinweis: Wenn Sie mit dem IBE noch nicht vertraut sind, schauen Sie sich ggf. diese Seite zunächst an.
Stoppuhr ein- / ausblenden
Messen Sie die Schwingungsdauer $T$ des frei schwingenden Federpendels bei unterschiedlichen Anfangsauslenkungen und notieren Sie Ihre Ergebnisse. Schalten Sie zunächst keine Dämpfung hinzu.
Sie können dazu eine Stoppuhr einblenden und die Schwingungsdauer über 10 Perioden ermitteln oder sich auch ein Diagramm auf dem Monitor aufzeichnen lassen und die Schwingungsdauer mit Hilfe der einblendbaren Hilfslinien bestimmen. Lassen Sie sich auch die vergrößerte Darstellung des schwingenden Pendelkörpers mitsamt Skala anzeigen.
Stellen Sie plausible Vermutungen auf, von welchen physikalischen Größen die Schwingungsdauer $T$ eines Federpendels abhängig sein könnte.
Da bei dem im IBE verwendeten Federpendel keine Variation anderer Größen als die anfängliche Auslenkung vorgenommen werden kann, sei für die Überprüfung Ihrer Vermutungen auf diese Seite verwiesen, auf der Sie in einer Simulation der Schwingung eines Federpendels Ihren Ideen nachgehen können.
Dort werden auch diejenigen relevanten physikalischen Größen benannt, die die Schwingungsdauer des Federpendels festlegen.
Diagrammachsen
skalierbar
Wirbelstrom-bremse
Netzgerät für Einstellung der Exzenterfrequenz
Wie mit einem Fadenpendel, so lassen sich auch eigene Versuche mit einem Feder(schwere)pendel ebenfalls recht einfach durchführen - sofern man über eine brauchbare Schraubenfeder verfügt. Ersatzweise lässt es sich aber auch mit Gummibändern arbeiten, wenn diese hinreichend "weich" sind.
Wie man mit einem Smartphone auf eine elegante Weise Daten gewinnen kann, wird auf dieser Internetseite vorgestellt. Schauen Sie sich das dort vorhandene Video an und führen Sie, falls möglich, entsprechende Experimente zu einer weitgehend ungedämpften und zu einer gedämpften Federpendelschwingung durch (bis Zeitmarke 03:30).
Zu dem im Video (ab Zeitmarke 03:30) dargestellten Experiment mit einer erzwungenen Federschwingung sei auf diese tetfolio-Seite verwiesen, auf der Sie ein entsprechendes Experiment mit einem IBE durchführen können.