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Aufgabe

Periodendauer des Fadenpendels

Schwierigkeitsgrad: leichte Aufgabe

a)

Gib an, wie die Periodendauer bei der Schwingung eines Fadenpendels ...

... von der Fadenlänge des Pendels

... von der Amplitude der Schwingung abhängt.

Ein Fadenpendel benötigt für \(20\) Perioden der Schwingung \(16\,\rm{s}\).

b)

Berechne Periodendauer und Frequenz der Schwingung.

c)

Gib an, wie sich die Periodendauer und wie die Frequenz verändern, wenn die Fadenlänge verkürzt wird.

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a)

Die Periodendauer eines Fadenpendels ist gemäß der Herleitung proportional zur Wurzel der Fadenlänge, also \( T \sim \sqrt{l} \)

Solange die harmonische Näherung gilt, ist die Periodendauer unabhängig von der Amplitude.

b)

Bei \(20\) Schwingungen in \(16\,\rm{s}\) ergibt sich für die Periodendauer \(T\)\[ T = \frac{16\,\rm{s}}{20} = 0{,}80\,\rm{s} \]Die Frequenz folgt als Kehrwert, also (bei zwei gültigen Ziffern Genauigkeit)\[f = 1{,}3\frac{1}{\rm{s}}\]

c)

Wie in a) gezeigt steigt bei Verlängerung des Fadens die Periodendauer an, bei Verkürzung sinkt sie entsprechend. Da die Frequenz der Kehrwert der Periodendauer ist steigt sie bei Verkürzung des Fadens.

Grundwissen zu dieser Aufgabe

Mechanik

Mechanische Schwingungen