Untersuche, von welchen Größen die Periodendauer \(T\), also Zeit für das vollständige Hin- und Herschwingen, eines Fadenpendels abhängt.
Versuchsdurchführung
Joachim Herz Stiftung
Abb. 1 Selbstbau-Fadenpendel
Stelle ein geeignetes Fadenpendel her.
Pendelkörper schwer im Vergleich zum Faden,
Luftreibung des Pendelkörpers nicht zu hoch,
Wohldefinierter Aufhängepunkt des Pendels.
Vorschlag
Besorge dir eine Garnrolle aus. Klebe an den Faden mit Tesa oder Leukoplast ein oder mehrere 50-Cent- oder 2-€-Stücke. Klemme den Faden in die meist vorhandene Kerbe am Rand der Garnrolle, um einen definierten Drehpunkt für das Pendel zu erhalten.
Probiere nun für verschiedene Pendel, wovon die Periodendauer des Pendels abhängt bzw. nicht abhängt.
Zur Feststellung der Periodendauer T ist es sinnvoll z.B. 10 oder 20 Vollschwingungen zu messen und daraus T zu berechnen (warum?).
Versuchsergebnis (qualitativ)
Formuliere die von Dir beobachtete Abhängigkeit der Schwingungsdauer in Form einer Je-Desto-Beziehungen und gib an, von welchen Größen die Schwingungsdauer unabhängig ist.
Versuchsergebnis (quantitativ)
Untersuche die gefundene Abhängigkeit genauer. Erstelle dazu über mehrere Experimente eine Wertetabelle aus Werten der voneinander abhängigen Größen und fertige aus der Tabelle ein Diagramm. Achte dabei auch auf die Einheiten.
Wasserpendel
Benötigtes Material
Joghurtbecher, Bindfäden, 2 Latten, Badewanne, Zeitung, Bohrer oder heißer Nagel
Versuchsvorbereitung
Joachim Herz Stiftung
Abb. 2 Das Pendel-Gefäß vorbereiten
Nimm einen Plastikjogurtbecher und bohre mit einem Bohrer oder mit einem über einer Kerzenflamme heiß gemachten dünnen Nagel oder einer Stricknadel drei Löcher hinein. Ein Loch in der Mitte des Bodens und zwei Löcher kurz unter dem oberen Rand direkt gegenüber.
Probiere aus, ob der Jogurtbecher, wenn er mit Wasser gefüllt wird, einen feinen kontinuierlichen Wasserstrahl von sich gibt. Ausflussloch eventuell verbessern.
Nimm etwas Bindfaden und zwei Latten und hänge den Jogurtbecher, wie in der Zeichnung zu sehen, in der Badewanne auf, so dass er quer zur Badewanne hin und her pendeln kann.
Versuchsdurchführung
Joachim Herz Stiftung
Abb. 3 Aufbau des Versuches
Fülle nun den Pappbecher mit Wasser und lass ihn pendeln. Lege eine alte Zeitung unter das Pendel.
Beobachte, welche Spur der Wasserstrahl auf der Zeitung hinterlässt und notiere deine Beobachtungen.
Trockne kurz die Badewanne aus. Fülle den Pappbecher erneut mit Wasser und lasse ihn pendeln. Nimm nun erneut eine alte Zeitung und zieh sieh langsam und gleichmäßig in Badewannenlängsrichtung unter dem pendelnden Wasserstrahl hindurch. Beobachte die Figur des Wasserstrahl auf der Zeitung.
Wiederhole den Versuch, ziehe diesmal aber schneller an der Zeitung. Beschreibe, was sich verändert.
