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Versuche

Dehnung zweier Federn und eines Gummis

Versuch 1: Aufbau und Durchführung

Eine Feder (Feder 1) wird zunächst nur durch eine Scheibe, die ein leichtes Ablesen der Verlängerung zulässt, belastet. Anschließend werden jeweils Körper mit der Gewichtskraft \(0,5{\rm{N}}\) an die Feder gehängt.

Hinweis: Die erste Aufnahme zeigt den kompletten Versuchsaufbau, die nächsten 5 Aufnahmen zeigen Detailaufnahmen. Die Fotos sind jeweils aus der Perspektive aufgenommen, aus der man an der Scheibe sauber ablesen kann, dadurch sind Beleuchtung und Lage des Maßbands auf den Fotos unterschiedlich.

 Bild 1

a)

Entnimm den Aufnahmen 2 bis 6 die Position \(x\) der Ablesescheibe, die Verlängerung \(\Delta x\) der Feder sowie die Gesamtgewichtskraft \(F\) der angehängten Körper (1 Körper hat die Gewichtskraft \(0,5{\rm{N}}\)) und trage diese in die folgende Tabelle ein. 

\(x\;{\rm{in}}\;{\rm{cm}}\) 10        
\(\Delta x\;{\rm{in}}\;{\rm{cm}}\) 0        
\(F\;{\rm{in}}\;{\rm{N}}\) 0        
\(\frac{F}{{\Delta x}}\;{\rm{in}}\;\frac{{\rm{N}}}{{{\rm{cm}}}}\)          

b)

Erstelle ein geeignetes skaliertes und beschriftetes Koordinatensystem, trage darin die Wertepaare \(\left( {\Delta x|F} \right)\) mit grüner Farbe ein und interpretiere den Verlauf der Messwerte. Tipp: Rechtsachse: \(1{\rm{cm}}\) in der Zeichnung entspricht \(2{\rm{cm}}\) Dehnung; Hochachse: \(4{\rm{cm}}\) in der Zeichnung entsprechen \(1{\rm{N}}\))

c)

Berechne jeweils aus den Werten \(F\) und \(\Delta x\) die Werte \(\frac{F}{{\Delta x}}\), trage diese ebenfalls in die Tabelle aus Aufgabenteil a) ein und interpretiere die berechneten Werte.

Versuch 2: Aufbau und Durchführung

Eine zweite Feder (Feder 2) wird wieder zunächst nur durch eine Scheibe, die ein leichtes Ablesen der Verlängerung zulässt, belastet. Anschließend werden jeweils Körper mit der Gewichtskraft \(0,5{\rm{N}}\) an die Feder gehängt.

Hinweis: Die erste Aufnahme zeigt den kompletten Versuchsaufbau, die nächsten 5 Aufnahmen zeigen Detailaufnahmen. Die Fotos sind jeweils aus der Perspektive aufgenommen, aus der man an der Scheibe sauber ablesen kann, dadurch sind Beleuchtung und Lage des Maßbands auf den Fotos unterschiedlich.

 Bild 1

a)

Entnimm den Aufnahmen 2 bis 6 die Position \(x\) der Ablesescheibe, die Verlängerung \(\Delta x\) der Feder sowie die Gesamtgewichtskraft \(F\) der angehängten Körper (1 Körper hat die Gewichtskraft \(0,5{\rm{N}}\)) und trage diese in die folgende Tabelle ein. 

\(x\;{\rm{in}}\;{\rm{cm}}\) 10        
\(\Delta x\;{\rm{in}}\;{\rm{cm}}\) 0        
\(F\;{\rm{in}}\;{\rm{N}}\) 0        
\(\frac{F}{{\Delta x}}\;{\rm{in}}\;\frac{{\rm{N}}}{{{\rm{cm}}}}\)          

b)

Trage die Wertepaare \(\left( {\Delta x|F} \right)\) in das Koordinatensystem aus Versuch 1 mit gelber Farbe ein und interpretiere erneut den Verlauf der Messwerte und vergleiche ihn mit dem Verlauf der Messwerte in Versuch 1.

c)

Berechne wieder jeweils aus den Werten \(F\) und \(\Delta x\) die Werte \(\frac{F}{{\Delta x}}\), trage diese ebenfalls in die Tabelle aus Aufgabenteil a) ein, interpretiere die berechneten Werte und vergleiche sie mit den entsprechenden Werten aus Versuch 1.

Versuch 3: Aufbau und Durchführung

Schließlich wird ein Gummi wieder zunächst nur durch eine Scheibe, die ein leichtes Ablesen der Verlängerung zulässt, belastet. Anschließend werden jeweils Körper mit der Gewichtskraft \(0,5{\rm{N}}\) an den Gummi gehängt.

Hinweis: Die erste Aufnahme zeigt den kompletten Versuchsaufbau, die nächsten 5 Aufnahmen zeigen Detailaufnahmen. Die Fotos sind jeweils aus der Perspektive aufgenommen, aus der man an der Scheibe sauber ablesen kann, dadurch sind Beleuchtung und Lage des Maßbands auf den Fotos unterschiedlich.

 Bild 1

a)

Entnimm den Aufnahmen 2 bis 6 die Position \(x\) der Ablesescheibe, die Verlängerung \(\Delta x\) des Gummis sowie die Gesamtgewichtskraft \(F\) der angehängten Körper (1 Körper hat die Gewichtskraft \(0,5{\rm{N}}\)) und trage diese in die folgende Tabelle ein. 

\(x\;{\rm{in}}\;{\rm{cm}}\) 10        
\(\Delta x\;{\rm{in}}\;{\rm{cm}}\) 0        
\(F\;{\rm{in}}\;{\rm{N}}\) 0        
\(\frac{F}{{\Delta x}}\;{\rm{in}}\;\frac{{\rm{N}}}{{{\rm{cm}}}}\)          

b)

Trage die Wertepaare \(\left( {\Delta x|F} \right)\) in das Koordinatensystem aus Versuch 1 mit roter Farbe ein und interpretiere erneut den Verlauf der Messwerte und vergleiche ihn mit dem Verlauf der Messwerte in den Versuchen 1 und 2.

c)

Berechnen wieder jeweils aus den Werten \(F\) und \(\Delta x\) die Werte \(\frac{F}{{\Delta x}}\), trage diese ebenfalls in die Tabelle aus Aufgabenteil a) ein, interpretiere die berechneten Werte und vergleiche sie mit den entsprechenden Werten aus den Versuchen 1 und 2.