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==Praktikum: Untersuchung eines Fadenpendels==
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[[Datei:Praktikum Fadenpendel Aufbau.jpg|thumb|]]
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* Untersuchen Sie experimentell, wovon die Frequenz, bzw. die Schwingungsdauer eines frei schwingenden Fadenpendels abhängt.
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* Als vereinfachtes Modell der Schaukel oder des Uhrenpendels nehmen wir einen an einem Faden hängenden Gegenstand. Wir nehmen an, dass die Ausdehnung des Gegenstandes klein ist gegenüber der Fadenlänge. In der Vereinfachung ist die Masse in einem Punkt, dem Schwerpunkt, konzentriert und der Faden masselos. Die Pendellänge ist dann der Abstand vom Aufhängepunkt zum Schwerpunkt. Eine solche Abstraktion heißt auch "mathematisches Pendel".  
+
==Aufgaben zu elektrischen Schaltungen==
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'''1)''' Zeichne zu den aufgebauten Stromkreisen einen Schaltplan.
  
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Mögliche Beeinflussungen durch:
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|[[Bild:Arbeitsblatt Schaltpläne zeichnen A1a.png|350px]]
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|[[Bild:Arbeitsblatt Schaltpläne zeichnen A1b.png|350px]]
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|}
  
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* Pendellänge l
+
'''2)''' Welche der Schaltkreise gehören zusammen? Male dazu Gebiete aus Kabeln und Schaltern in den gleichen Farben wie bei a) an! Ein Gebiet wird immer von der Batterie, den Lampen oder einem Schalter begrenzt.
−
* Masse <math>m</math>
+
−
* Amplitude <math>\hat y</math>
+
−
* Reibung
+
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* Antrieb
+
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Man darf immer nur eine Größe variieren und dann jeweils die Periode messen. Misst man z.B. für verschiedene Amplituden die Periode erhält man einen Zusammenhang zwischen Amplitude und Periodendauer, der streng genommen nur für die gewählte Länge, Masse usw. gilt.
+
−
<br>Ändert sich die Periode bei Variation einer Größe nicht, so ist sie davon unabhängig.
+
  
−
Den Zusammenhang zwischen der Periodendauer und der Reibung bzw. des Antriebs kann man mit diesem Versuchsaufbau nicht untersuchen.
+
[[Bild:Arbeitsblatt Schaltpläne zeichnen A2.png|650px]]
  
−
;Aufbau:
+
'''3)''' a) Zeichne einen übersichtlichen Schaltplan.
−
[[Bild:Fadenpendel_Versuchsaufbau.jpg|thumb|right|Das Fadenpendel]]
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:b) Trage in die Tabelle alle Schalterpositionen ein und schreibe dazu welche Lämpchen brennen.
  
−
Mittels einer Klemme wird eine Stange senkrecht an einem Tisch angebracht. An dieser Stange wird am oberen Ende eine kleine Querstange befestigt und an dieser eine Klemme.
+
[[Image:Arbeitsblatt Schaltpläne zeichnen A3.png|350px]]
  
−
Mit der Klemme wird nun ein Faden befestigt, an dessen Ende ein kleines Gewicht hängt.
+
{| style="border-spacing:0;margin:auto;width:17.595cm;"
−
 
+
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*Zur Untersuchung der Abhängigkeit von einer Größe muß diese variiert und alle anderen konstant gehalten werden.
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+
−
;Beobachtung/Messwerte:
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−
 
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−
*Abhängigkeit von der Pendellänge l:
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:Die Pendellängen sollen ca. folgende Werte haben: 0,05m 0,1m 0,2m 0,3m 0,4m 0,5m.
+
−
 
+
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Masse <math>m \rm \text{ in } kg</math>:
+
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+
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Amplitude <math>\hat y  \rm \text{ in } ^{\circ} </math>:
+
−
 
+
−
{| class="wikitable"
+
 
|-
 
|-
−
||<math>l  \rm \text{ in } m</math>
+
| align=center style="border-top:0.05pt solid #000000;border-bottom:0.05pt solid #000000;border-left:0.05pt solid #000000;border-right:none;padding:0.097cm;" | '''S1'''
−
| style="height:30px; width:80px;" |  
+
| align=center style="border-top:0.05pt solid #000000;border-bottom:0.05pt solid #000000;border-left:0.05pt solid #000000;border-right:none;padding:0.097cm;" | '''S2'''
−
| style="height:30px; width:80px;" |  
+
| align=center style="border-top:0.05pt solid #000000;border-bottom:0.05pt solid #000000;border-left:0.05pt solid #000000;border-right:none;padding:0.097cm;" | '''S3'''
−
| style="height:30px; width:80px;" |  
+
| align=center style="border-top:0.05pt solid #000000;border-bottom:0.05pt solid #000000;border-left:0.05pt solid #000000;border-right:none;padding:0.097cm;" | '''L1'''
−
| style="height:30px; width:80px;" |  
+
| align=center style="border-top:0.05pt solid #000000;border-bottom:0.05pt solid #000000;border-left:0.05pt solid #000000;border-right:none;padding:0.097cm;" | '''L2'''
−
| style="height:30px; width:80px;" |  
+
| align=center style="border:0.05pt solid #000000;padding:0.097cm;" | '''L3'''
−
| style="height:30px; width:80px;" |  
+
 
|-
 
|-
−
|<math>10 \, T \rm \text{ in } s</math>
+
| align=center style="border-top:none;border-bottom:0.05pt solid #000000;border-left:0.05pt solid #000000;border-right:none;padding:0.097cm;" | 1
−
| style="height:30px; width:80px;" |  
+
| align=center style="border-top:none;border-bottom:0.05pt solid #000000;border-left:0.05pt solid #000000;border-right:none;padding:0.097cm;" | 1
−
| style="height:30px; width:50px;" |  
+
| align=center style="border-top:none;border-bottom:0.05pt solid #000000;border-left:0.05pt solid #000000;border-right:none;padding:0.097cm;" | 1
−
| style="height:30px; width:50px;" |  
+
| align=center style="border-top:none;border-bottom:0.05pt solid #000000;border-left:0.05pt solid #000000;border-right:none;padding:0.097cm;" | an
−
| style="height:30px; width:50px;" |  
+
| align=center style="border-top:none;border-bottom:0.05pt solid #000000;border-left:0.05pt solid #000000;border-right:none;padding:0.097cm;" | an
−
| style="height:30px; width:50px;" |  
+
| align=center style="border-top:none;border-bottom:0.05pt solid #000000;border-left:0.05pt solid #000000;border-right:0.05pt solid #000000;padding:0.097cm;" | an
−
| style="height:30px; width:50px;" |  
+
 
|-
 
|-
−
|<math>T \rm \text{ in } s</math>
+
| align=center style="border-top:none;border-bottom:0.05pt solid #000000;border-left:0.05pt solid #000000;border-right:none;padding:0.097cm;" | 1
−
| style="height:30px; width:80px;" |  
+
| align=center style="border-top:none;border-bottom:0.05pt solid #000000;border-left:0.05pt solid #000000;border-right:none;padding:0.097cm;" | 1
−
| style="height:30px; width:50px;" |  
+
| align=center style="border-top:none;border-bottom:0.05pt solid #000000;border-left:0.05pt solid #000000;border-right:none;padding:0.097cm;" | 0
−
| style="height:30px; width:50px;" |  
+
| align=center style="border-top:none;border-bottom:0.05pt solid #000000;border-left:0.05pt solid #000000;border-right:none;padding:0.097cm;" |  
−
| style="height:30px; width:50px;" |  
+
| align=center style="border-top:none;border-bottom:0.05pt solid #000000;border-left:0.05pt solid #000000;border-right:none;padding:0.097cm;" |  
−
| style="height:30px; width:50px;" |  
+
| align=center style="border-top:none;border-bottom:0.05pt solid #000000;border-left:0.05pt solid #000000;border-right:0.05pt solid #000000;padding:0.097cm;" |  
−
| style="height:30px; width:50px;" |  
+
 
|-
 
|-
−
|<math> \frac{T}{l} \text{ in } {\rm \frac{s}{m} }</math>
+
| align=center style="border-top:none;border-bottom:0.05pt solid #000000;border-left:0.05pt solid #000000;border-right:none;padding:0.097cm;" | 1
−
| style="height:30px; width:80px;" |  
+
| align=center style="border-top:none;border-bottom:0.05pt solid #000000;border-left:0.05pt solid #000000;border-right:none;padding:0.097cm;" | 0
−
| style="height:30px; width:50px;" |  
+
| align=center style="border-top:none;border-bottom:0.05pt solid #000000;border-left:0.05pt solid #000000;border-right:none;padding:0.097cm;" |  
−
| style="height:30px; width:50px;" |  
+
| align=center style="border-top:none;border-bottom:0.05pt solid #000000;border-left:0.05pt solid #000000;border-right:none;padding:0.097cm;" |  
−
| style="height:30px; width:50px;" |  
+
| align=center style="border-top:none;border-bottom:0.05pt solid #000000;border-left:0.05pt solid #000000;border-right:none;padding:0.097cm;" |  
−
| style="height:30px; width:50px;" |  
+
| align=center style="border-top:none;border-bottom:0.05pt solid #000000;border-left:0.05pt solid #000000;border-right:0.05pt solid #000000;padding:0.097cm;" |  
−
| style="height:30px; width:50px;" |  
+
 
|-
 
|-
−
|<math> \frac{T}{l^2} \text{ in } {\rm \frac{s}{m^2} }</math>
+
| align=center style="border-top:none;border-bottom:0.05pt solid #000000;border-left:0.05pt solid #000000;border-right:none;padding:0.097cm;" | .
−
| style="height:30px; width:80px;" |  
+
| align=center style="border-top:none;border-bottom:0.05pt solid #000000;border-left:0.05pt solid #000000;border-right:none;padding:0.097cm;" |  
−
| style="height:30px; width:50px;" |  
+
| align=center style="border-top:none;border-bottom:0.05pt solid #000000;border-left:0.05pt solid #000000;border-right:none;padding:0.097cm;" |  
−
| style="height:30px; width:50px;" |  
+
| align=center style="border-top:none;border-bottom:0.05pt solid #000000;border-left:0.05pt solid #000000;border-right:none;padding:0.097cm;" |  
−
| style="height:30px; width:50px;" |  
+
| align=center style="border-top:none;border-bottom:0.05pt solid #000000;border-left:0.05pt solid #000000;border-right:none;padding:0.097cm;" |  
−
| style="height:30px; width:50px;" |  
+
| align=center style="border-top:none;border-bottom:0.05pt solid #000000;border-left:0.05pt solid #000000;border-right:0.05pt solid #000000;padding:0.097cm;" |  
−
| style="height:30px; width:50px;" |
+
 
|-
 
|-
−
|<math> \frac{T}{\sqrt{l}} \text{ in } {\rm \frac{s}{\sqrt{m}} }</math>
+
| align=center style="border-top:none;border-bottom:0.05pt solid #000000;border-left:0.05pt solid #000000;border-right:none;padding:0.097cm;" | .
−
| style="height:30px; width:80px;" |  
+
| align=center style="border-top:none;border-bottom:0.05pt solid #000000;border-left:0.05pt solid #000000;border-right:none;padding:0.097cm;" |  
−
| style="height:30px; width:50px;" |  
+
| align=center style="border-top:none;border-bottom:0.05pt solid #000000;border-left:0.05pt solid #000000;border-right:none;padding:0.097cm;" |  
−
| style="height:30px; width:50px;" |  
+
| align=center style="border-top:none;border-bottom:0.05pt solid #000000;border-left:0.05pt solid #000000;border-right:none;padding:0.097cm;" |  
−
| style="height:30px; width:50px;" |  
+
| align=center style="border-top:none;border-bottom:0.05pt solid #000000;border-left:0.05pt solid #000000;border-right:none;padding:0.097cm;" |  
−
| style="height:30px; width:50px;" |  
+
| align=center style="border-top:none;border-bottom:0.05pt solid #000000;border-left:0.05pt solid #000000;border-right:0.05pt solid #000000;padding:0.097cm;" |  
−
| style="height:30px; width:50px;" |
+
−
|}
+
−
 
+
−
*Abhängigkeit von der Masse m:
+
−
:Durch Anhängen eines zweiten Gewichts kann man die Masse verdoppeln oder man verwendet verschiedene Gegenstände.
+
−
 
+
−
Pendellänge <math>l \rm \text{ in } m</math>:
+
−
 
+
−
Amplitude <math>\hat y \rm \text{ in } ^{\circ} </math>:
+
−
 
+
−
{| class="wikitable"
+
 
|-
 
|-
−
| <math>m  \rm \text{ in } kg</math>
+
| align=center style="border-top:none;border-bottom:0.05pt solid #000000;border-left:0.05pt solid #000000;border-right:none;padding:0.097cm;" | .
−
| style="height:30px; width:80px;" |  
+
| align=center style="border-top:none;border-bottom:0.05pt solid #000000;border-left:0.05pt solid #000000;border-right:none;padding:0.097cm;" |  
−
| style="height:30px; width:80px;" |
+
| align=center style="border-top:none;border-bottom:0.05pt solid #000000;border-left:0.05pt solid #000000;border-right:none;padding:0.097cm;" |
 +
| align=center style="border-top:none;border-bottom:0.05pt solid #000000;border-left:0.05pt solid #000000;border-right:none;padding:0.097cm;" |
 +
| align=center style="border-top:none;border-bottom:0.05pt solid #000000;border-left:0.05pt solid #000000;border-right:none;padding:0.097cm;" |
 +
| align=center style="border-top:none;border-bottom:0.05pt solid #000000;border-left:0.05pt solid #000000;border-right:0.05pt solid #000000;padding:0.097cm;" |  
 
|-
 
|-
−
|<math>10 \, T \rm \text{ in } s</math>
+
| align=center style="border-top:none;border-bottom:0.05pt solid #000000;border-left:0.05pt solid #000000;border-right:none;padding:0.097cm;" | .
−
| style="height:30px; width:80px;" |  
+
| align=center style="border-top:none;border-bottom:0.05pt solid #000000;border-left:0.05pt solid #000000;border-right:none;padding:0.097cm;" |  
−
| style="height:30px; width:50px;" |
+
| align=center style="border-top:none;border-bottom:0.05pt solid #000000;border-left:0.05pt solid #000000;border-right:none;padding:0.097cm;" |
 +
| align=center style="border-top:none;border-bottom:0.05pt solid #000000;border-left:0.05pt solid #000000;border-right:none;padding:0.097cm;" |
 +
| align=center style="border-top:none;border-bottom:0.05pt solid #000000;border-left:0.05pt solid #000000;border-right:none;padding:0.097cm;" |
 +
| align=center style="border-top:none;border-bottom:0.05pt solid #000000;border-left:0.05pt solid #000000;border-right:0.05pt solid #000000;padding:0.097cm;" |  
 
|-
 
|-
−
|<math>T \rm \text{ in } s</math>
+
| align=center style="border-top:none;border-bottom:0.05pt solid #000000;border-left:0.05pt solid #000000;border-right:none;padding:0.097cm;" | .
−
| style="height:30px; width:80px;" |  
+
| align=center style="border-top:none;border-bottom:0.05pt solid #000000;border-left:0.05pt solid #000000;border-right:none;padding:0.097cm;" |  
−
| style="height:30px; width:50px;" |  
+
| align=center style="border-top:none;border-bottom:0.05pt solid #000000;border-left:0.05pt solid #000000;border-right:none;padding:0.097cm;" |  
−
|}
+
| align=center style="border-top:none;border-bottom:0.05pt solid #000000;border-left:0.05pt solid #000000;border-right:none;padding:0.097cm;" |
−
 
+
| align=center style="border-top:none;border-bottom:0.05pt solid #000000;border-left:0.05pt solid #000000;border-right:none;padding:0.097cm;" |
−
*Abhängigkeit von der Amplitude <math>\hat y</math>:
+
| align=center style="border-top:none;border-bottom:0.05pt solid #000000;border-left:0.05pt solid #000000;border-right:0.05pt solid #000000;padding:0.097cm;" |
−
 
+
−
Masse <math>m \rm \text{ in } kg</math>:    
+
−
 
+
−
Pendellänge <math>l  \rm \text{ in } m</math>:
+
−
 
+
−
{| class="wikitable"
+
 
|-
 
|-
−
|<math>\hat y \rm \text{ in } ^{\circ} </math>
 
−
| style="height:30px; width:80px;" |  5°
 
−
| style="height:30px; width:80px;" |  10° 
 
−
| style="height:30px; width:80px;" |  20°
 
−
| style="height:30px; width:80px;" |  40°
 
−
| style="height:30px; width:80px;" |  60°
 
−
| style="height:30px; width:80px;" |  80°
 
−
|-
 
−
|<math>10 \, T \rm \text{ in } s</math>
 
−
| style="height:30px; width:80px;" |   
 
−
| style="height:30px; width:50px;" |   
 
−
| style="height:30px; width:50px;" |   
 
−
| style="height:30px; width:50px;" |   
 
−
| style="height:30px; width:50px;" |   
 
−
| style="height:30px; width:50px;" |
 
−
|-
 
−
|<math>T \rm \text{ in } s</math>
 
−
| style="height:30px; width:80px;" |   
 
−
| style="height:30px; width:50px;" |   
 
−
| style="height:30px; width:50px;" |   
 
−
| style="height:30px; width:50px;" |   
 
−
| style="height:30px; width:50px;" |   
 
−
| style="height:30px; width:50px;" |
 
−
|-
 
−
|<math> \frac{T}{\hat y} \text{ in } {\rm \frac{s}{\circ} }</math>
 
−
| style="height:30px; width:80px;" |   
 
−
| style="height:30px; width:50px;" |   
 
−
| style="height:30px; width:50px;" |   
 
−
| style="height:30px; width:50px;" |   
 
−
| style="height:30px; width:50px;" |   
 
−
| style="height:30px; width:50px;" |
 
−
|-
 
−
|<math> \frac{T}{\hat y^2} \text{ in } {\rm \frac{s}{\circ ^2} }</math>
 
−
| style="height:30px; width:80px;" |   
 
−
| style="height:30px; width:50px;" |   
 
−
| style="height:30px; width:50px;" |   
 
−
| style="height:30px; width:50px;" |   
 
−
| style="height:30px; width:50px;" |   
 
−
| style="height:30px; width:50px;" |
 
−
|-
 
−
|<math> \frac{T}{\sqrt{\hat y}} \text{ in } {\rm \frac{s}{\sqrt{\circ}} }</math>
 
−
| style="height:30px; width:80px;" |   
 
−
| style="height:30px; width:50px;" |   
 
−
| style="height:30px; width:50px;" |   
 
−
| style="height:30px; width:50px;" |   
 
−
| style="height:30px; width:50px;" |   
 
−
| style="height:30px; width:50px;" |
 
 
|}
 
|}
  
−
;Erklärung/Auswertung:
+
'''4)''' a) Zeichne einen übersichtlichen Schaltplan.
−
 
+
:b) Erstelle eine Tabelle aller Schalterpositionen und Lämpchen wie in Aufgabe 3).
−
Die gemessenen Zusammenhänge werden jeweils in ein Koordinatensystem gezeichnet. Man trägt zum Beispiel die Periodendauer (y-Achse) über die halbe Stangenlänge (x-Achse) auf.
+
−
 
+
−
Um einen rechnerischen Zusammenhang zwischen den Größen zu finden, sucht man nach konstanten Quotienten oder Produkten der Messgrößen. Diese werden in die Tabelle eingetragen.
+
−
 
+
−
Als Beispiel hier der Zusammenhang zwischen Periodendauer und Pendellänge. Es kommen mehrere Möglichkeiten in Betracht:
+
−
#<math>T = c \cdot l \quad \Leftrightarrow \quad c = \frac{T}{l}</math>
+
−
#<math>T = c \cdot l^2 \quad \Leftrightarrow \quad c = \frac{T}{l^2}</math>
+
−
#<math>T = c \cdot \sqrt{l} \quad \Leftrightarrow \quad c = \frac{T}{\sqrt{l}}</math>
+
  
−
Man berechnet daher alle Quotienten und untersucht, ob ein Quotient für alle Messungen ungefähr gleich bleibt. Wenn dies der Fall ist, so nimmt man den Mittelwert der Quotienten, um damit eine Formel aufzustellen.
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Aktuelle Version vom 8. Mai 2026, 21:29 Uhr

Aufgaben zu elektrischen Schaltungen

1) Zeichne zu den aufgebauten Stromkreisen einen Schaltplan.

Arbeitsblatt Schaltpläne zeichnen A1a.png Arbeitsblatt Schaltpläne zeichnen A1b.png

2) Welche der Schaltkreise gehören zusammen? Male dazu Gebiete aus Kabeln und Schaltern in den gleichen Farben wie bei a) an! Ein Gebiet wird immer von der Batterie, den Lampen oder einem Schalter begrenzt.

Arbeitsblatt Schaltpläne zeichnen A2.png

3) a) Zeichne einen übersichtlichen Schaltplan.

b) Trage in die Tabelle alle Schalterpositionen ein und schreibe dazu welche Lämpchen brennen.

Arbeitsblatt Schaltpläne zeichnen A3.png

S1 S2 S3 L1 L2 L3
1 1 1 an an an
1 1 0
1 0
.
.
.
.
.

4) a) Zeichne einen übersichtlichen Schaltplan.

b) Erstelle eine Tabelle aller Schalterpositionen und Lämpchen wie in Aufgabe 3).

Arbeitsblatt Schaltpläne zeichnen A4.png

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