Vorbereitung

• Was soll in dem Versuch gemacht werden? (Kurze Motivation)
• Skizze vom Versuchsaufbau

  Theorie

  • Kräftezerlegung und Energiebilanz
  • Allg. Gravitationsgesetz. Wie groß ist ?
  • Wie erhält man daraus das spezielle Gravitationsgesetz? Wie groß ist g?
  • Wie erhält man dann die BWGL? Mit Herleitung und Vektorzeichnung!
  • Wie sieht die Lösung der BWGL aus? Mit Herleitung!
  • Drehpendel und deren BWGL ¹
  • Korrekturterme(Dämpfung, Auftrieb und Trägheitsmomente) mit Herleitung!¹
  • Winkelausschlag über elliptisches Integral(alternativ auch mit anschaulicher Begründung)¹

Praxis

• mit Kathetometer Fadenlänge bestimmen, und zwar die einzelnen Abstände (Glasplatte Oberkante Kugel, Glasplatte Unterkante Kugel), dies 5 mal, für die einzelnen Abstände Mittelwert bilden und Fehler berechnen. Damit dann l bestimmen nach l = x₃ - x₂ +
• Pendel nicht zu weit auslenken und darauf achten, daß Pendel sich nicht um eigene Achse dreht oder die Aufhängung verrutscht!
• ein paar mal 10 Probeschwingungen machen, damit man Stoppuhr kennen lernt. Dann 100 Schwingungen zählen und die Periode T bestimmen. Die kann in die Tabelle (siehe Pkt. Messung) eingetragen werden (sowohl bei T_berechnet als auch bei T_gemessen. Dann KEINE Schwingungen zählen, sondern bei T_berechnet Uhr im Auge behalten, der nächstliegende Nulldurchgang entspricht der n-hundersten Schwingung, durch n dividiert folgt daraus die Schwingungsdauer T₀

Messung

• Messprotokoll für die Fadenlänge(mit Einheiten und Fehlerangaben) in dieser Form ins Heft eintragen(nicht mit Bleistift!)

  ---

  x1 [cm] x2 [cm] x3 [cm] 1. 2. 3. 4. 5.

  ---

  bzw. für die eigentliche Schwingungsmessung (Zeit T_n für n Schwingungen) und die Amplitude A¹

  ---

  n [#] Tberechnet [s] Tgemessen [s] A [SKT2] 100 200 300 400 500 600 700

  ---

  
  ²SKT := SKalenTeile
• Der Start-Stoppfehler beträgt T_S-S = 0.14s, wie groß ist T₇₀₀?
• Versuch zusammen durchgeführt (d.h. gleiches Protokoll wie):
  • Name I, Vorname
  • Name II, Vorname

Auswertung

• Formel für die Fehler hinschreiben:
  • x_i Standardabweichung des Mittelwertes
  • l Gauß
  • g Gauß(Angabe der Einzelbeiträge zu g)
  • T₇₀₀ (siehe Pkt. Messung)

• Dämpfung¹ bestimmen durch Amplitude, Diagramm ln A(t) über T_gemessen (mit Fehlerbalken, Überschrift und Achsenbeschriftung. Graphische Geradenanpassung.)

Ergebnis

(Bitte der Form nach wie es hier steht, nur mit EUREN Zahlenwerten)

Mittelwerte:

x₁ = (19.74  ±  0.002)cm

x₂ = (22.67  ±  0.015)cm

x₃ = (96.83  ±  0.008)cm

Länge l = (75.62  ±  0.001)cm

Periodendauer T₀ = (1.7467  ±  0.0003)s

n = 700

g (ohne Korrektur) = (9.785  ±  0.004)

für Physiker:

Gerade ln(A(t)) = -0.00052  ^.  t  +  2.32
Dämpfung = (-0.000518  ±  0.000027)

g = 9.787 (Drehpendel)

g = 9.807 (max. Ausschlag)

g = 9.797 (Luftauftrieb)

g = 9.785 (Luftreibung)

g = 9.809 (totale Korrektur)

Diskussion

• g_Lit (für 50^o-Breitengrad) = xyz , unser Wert liegt bei ... (Einbeziehung der Näherungen!)
• Angabe der Fehlerquellen und Vergleich der Fehlerbeiträge zu g.

Heftrückgabe

Ausgewertete Versuche können in die Rückgabefächer bis spätestens 2 Wochen nach der Versuchsdurchführung eingeworfen werden (bei Verzögerung Rücksprache mit Betreuer!). Heftrückgabe während des Semesters ausschließlich Do. und Fr. um 14:00 Uhr in den Praktikumsräumen.

Betreuer

• Sandra Brünken - Tel: 3556 - Mail: bruenken@ph1.uni-koeln.de
• Holger Jakob - Tel: 3558 - Mail: jakob@ph1.uni-koeln.de
• Michael Olbrich - Tel: 6215/2370 - Mail: olbrich@ph1.uni-koeln.de