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Gravitations-Drehwaage

Allgemein

Ein Stab trägt an seinen Enden je eine Bleikugel mit der Masse von 15 g. Dieses hantelförmige Gebilde ist an einem Bronze-Torsionsband befestigt. Die Verdrillung des schwingungsfähigen Systemes, wird durch einen am Hantelsteg angebrachten Spiegel zur Lichtzeigerprojektion, gemessen. Zwei große Bleikugeln sind außen so angeordnet, dass durch die gegenseitige Anziehung der großen und kleinen Kugel, das System in der Ruhelage ist, d.h. sich ein Gleichgewicht einstellt zwischen wirkender Anziehungskraft und Rückstellkraft des verdrillten Torsionsbandes. Nach dem Seitenwechsel der großen Bleikugeln wird über die Bewegung des Lichtzeigers die Beschleunigung ermittelt.

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Bilder

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Versuchsaufbau

 

 

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Möglicher Standort

 

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Torsionswaage

 

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Video

Durchführung

Material:

Drehwaage (Sammlungsraum Schrank 2 Regal b)
Bleikugeln und Kugelauflage (Sammlungsraum Schrank 2 Regal b)
Standisolator mit Laserpointer (Lager/Zwischenlabor)
Stativfuß (Hörsaal Vorbereitungsraum)
Skala (Sammlungsraum Schrank 10 Regal d)
Stativmaterial (Hörsaal Vorbereitungsraum Schrank 25)                
Alte Cassy Exe PC

 

Aufbau:

Die Drehwaage und das Gestell für die Bleikugeln auf dem schweren Isolator am Ende des Hörsaals aufstellen. Die Arretierungen die den Hebelarm blockieren lösen und sicher stellen, dass das System frei schwingt und senkrecht steht. Im geeigneten Abstand die Messskala aufstellen. Die Bleikugeln auflegen und in eine Endposition bringen. Nach ca. zwei Stunden sollte die Ruhelage - pendeln zwischen zwei Extremwerten - erreicht sein. Diesen Nullpunkt über längere Zeit kontrollieren. Am Besten über Nacht stehen lassen und die Skala zum Nullpunkt hin verschieben.


Durchführung:

Die alte Cassy exe aufrufen. Das Stoppuhr-File Gravitation öffnen. Den Nullpunkt beobachten und vorsichtig den Seitenwechsel der Kugeln durchführen. Gleichzeitig die Zeitmessung beginnen. Innerhalb der ersten zehn Messwerte die Beschleunigung ermitteln.

 
Hinweise:

Da es etwa 1,5-2 Stunden dauert bis das System wieder im Ruhezustand ist, hat man nur einen Versuch. Deshalb den Seitenwechsel der Kugeln äußerst vorsichtig vornehmen, jede Erschütterung unbedingt vermeiden. Die Periodendauer der Waage beträgt etwa zehn Minuten!
 

Dokumente

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#tags

A 39.5, Gravitation, Drehwaage, Cavendish, Torsionswaage,
 

 

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