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Aufgabe

Bestimmung der Fallbeschleunigung nach WHITING

Schwierigkeitsgrad: mittelschwere Aufgabe

Joachim Herz Stiftung
Abb. 1 Skizze eines WHITING-Pendels.

L ist eine als Pendel dienende Latte mit dem Drehpunkt M. Die Latte führte in einem Vorversuch 20 Schwingungen in \(t=25{,}6\,\rm{s}\) aus.

Durch das Abbrennen des Fadens bei P fängt das Pendel zu schwingen an, zugleich fällt der Körper K.

Der senkrecht nach unten fallende Körper trifft das nach rechts schwingende Pendel nach einer viertel Schwingungsdauer in S. Die Länge der Strecke \(\overline{\rm{MS}}\) beträgt \(s=49{,}7\,\rm{cm}\).

Bestimme hieraus einen Wert für die Erdbeschleunigung.

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Wegstrecke: \( s = \overline{\rm{MS}} = 49,7 \mathrm{cm} \)

Die Zeit für das Durchfallen der Strecke \(\overline{\rm{MS}}\) ergibt sich aus der Schwingungsdauer :

\[ \left. \begin{array}{} t = \frac{1}{4} \cdot T = \frac{1}{4} \cdot \frac{25,6 \mathrm{s}}{20} \\
s = \frac{1}{2} \cdot g \cdot t^2 \; \Rightarrow \; g= \frac{2 \cdot s}{t^2} \end{array} \right\} \; \Rightarrow g = \frac{2 \cdot 49{,}7 \cdot 10^{-2}\,\rm{m}}{\left( \frac{1}{4} \cdot \frac{25,6 \mathrm{s}}{20} \right)^2} \approx 9{,}71\, \mathrm{\frac{m}{s^2}} \]

Grundwissen zu dieser Aufgabe

Mechanik

Freier Fall - Senkrechter Wurf