Versuch Pendeldauer Pendellänge
Physik
Basiswissen
Sind lange und kurze Pendel unterschiedlich schnell? Diese Frage wird hier mit einem einfachen Versuch betrachtet.
Einführung
Bei diesem einfachen Versuch geht es um die Frage, welchen Einfluss die Länge eines Fadenpendels auf die Dauer für eine Hin-und-her-Bewegung, also eine Schwingung hat. Allgemein gilt: je länger ein Pendel ist, desto länger braucht es für eine Schwingung. Die Frage ist, wie genau sich die Pendellänge auf die Dauer einer Schwingung auswirkt.
Schritt 1
Pendel besorgen: Im Raum sollte irgendwo ein langes Fadenpendel von der Decke herabhängen. Vielleicht hängt es auch an einem Balken. Du erkennst das Pendel daran, dass es einen langen Faden hat. Ganz unten am Faden hängt ein Gewicht. Faden und Gewicht zusammen nennt man Pendel. Wenn in dem Raum kein Pendel vorhanden ist, dann kannst du den Versuch trotzdem machen. Besorge dir einen Faden, der etwa einen Meter lang ist und binde irgendein kleines schweres Gewicht unten dran. Ein Knetklumpen wäre gut, eine kleine Tasse mit Henkel oder sonstetwas. Jetzt hast du ein Pendel.
Schritt 2
Pendellänge: Wenn das Pendel an der Decke oder an einem Balken festgemacht ist, dann nehme es irgendwo am Faden so in die Hand, dass das Gewicht unten frei hin und herschwingen kann. Die Pendellänge ist jetzt immer in etwa die Länge von deiner Hand bis zur unteren Spitze des Pendelgewichtes. Auch wenn du nur ein kurzes selbstgemachtes Pendel hast ist die Pendellänge jetzt immer die Länge von deiner Hand bis zum unteren Ende des Gewichtes.
Schritt 3
Ruhelage: Wenn das Pendel ganz ruhig einfach nach unten herunterhängt ist es in der Ruhelage. Es bewegt sich nicht und zeigt senkrecht nach unten.
Schritt 4
Pendeldauer: Nimm nun das Pendel so in die Hand, dass die Pendellänge ungefähr der Länge deines Unterarms entspricht. Der Unterarm geht vom Ellebogen bis zur Handspitze. Lasse es erst in der Ruhelage hängen. Jetzt ziehst du es mit einer Hand etwas zur Seite. Der Faden soll dabei leicht gestrafft bleiben. Lasse dann das Pendel einfach los. Es wird jetzt hin und her schwingen. Einmal ganz hin und her nennt man eine Schwingung. Präge die vom Gefühl her die Zeit ein, die das Pendel dafür braucht.
Schritt 5
Pendellänge verändern: Probiere jetzt verschiedene Pendellängen aus. Mache die Länge einmal so kurz wie deine Hand und ein anderes Mal so lang wie es nur geht. Beobachte, was dabei mit der Pendellänge passiert. Du solltest einen deutlichen Unterschied sehen. Beobachte, wie sich die Pendeldauer verhält, wenn du das Pendel langsam auspendeln lässt bis es fast wieder zur Ruhe gekommen ist.
Schritt 6
- Tabelle erstellen
- Machen nun Versuche für jeweils 10 cm, 20 cm, 30 cm und so weiter ...
- bis zu letztendlich etwa 3 Meter Pendellänge (je nach Raumhöhe).
- Miss für jede Länge die Dauer für genau 10 Schwingungen in Sekunden.
- Teile diese Dauer durch 10. Das ist die Pendeldauer für eine Schwingung.
- Die Pendellänge ist der x-Wert, die Pendeldauer für eine Schwingung der y-Wert.
- Trage alle x-y-Wertepaare in eine Tabelle ein.
