Versuchsprotokoll
Faden- und Federpendel
Einleitung - HaukeWie hängt die Schwingungsdauer mit den Parametern Fadenlänge, Masse und Federkonstante zusammen?
Der von uns im Rahmen des Physikunterrichtes durchgeführte Versuch sollte die Zusammenhänge zwischen den verschiedenen Eigenschaften zweier Pendel aufzeigen.
Versuchsaufbau - HaukeDie Basis dieses Versuches bildet ein Stativ mit einer Querstange. An ihm werden Pendel aufgehängt, die sich von ihrer Art und von den angehängten Gewichten unterscheiden. In diesem Versuch werden zwei verschiedene Pendelarten untersucht: das Faden- und das Federpendel. Beim Fadenpendel variiert die Länge der Schnur, beim Federpendel die Federkonstante. Wir verwenden die folgenden Pendel: Art des Pendels | Gewicht | Federpendel D=0,13N*m-1 | 50g, 100g, 150g, 200g, 350g, 400g | Federpendel D=1,25N*m-1 | 400g | Federpendel D=0,57N*m-1 | 400g | Fadenpendel 70cm | 50g, 100g, 150g | Fadenpendel 52,5cm | 50g | Fadenpendel 44,5cm | 50g |

Durchführung/ Messergebnisse - KimBei dem Versuch haben wir verschiedene Pendel aufgehängt und haben die Dauer von 10 Schwingungsperioden bestimmt.
Bei dem ersten Versuch haben wir die große Feder genommen und haben bei jedem Gewicht zwei bis drei mal die Zeit gemessen. Es sind folgende Ergebnisse heraus gekommen: Gewicht | Zeit | Schwingungsdauer | 50g | 4,0sek / 3,4sek | 10 | 100g | 5,3sek / 5,35sek / 5,17sek | 10 | 150g | 6,32sek / 6,43sek / 6,64sek | 10 | 200g | 7,39sek / 7,51sek | 10 | 350g | 8.3sek | 10 | 400g | 10,06sek | 10 |

Bei der mittleren Feder haben wir nur das Gewicht von 400g genommen und auch nur einmal die Zeit gemessen. Dabei hat sich folgendes ergeben: Gewicht | Zeit | Schwingungsdauer | 400g | 4,54sek | 10 |

Bei der kleinen Feder haben wir genau das gleiche Gewicht genommen und haben die Zeit zwei mal gemessen. Dabei ist dieses Ergebnis raus gekommen: Gewicht | Zeit | Schwingungsdauer | 400g | 4,54sek / 4,55sek | 10 |

Bei dem 70 cm großen Faden haben wir folgende Gewichte genutzt und haben die Zeit jeweils ein bis zwei mal gemessen. Folgende Zeit ist hierbei herausbekommen: Gewicht | Zeit | Schwingungsdauer | 50g | 16,63sek / 16,55sek | 10 | 100g | 17,30sek 7 16,93sek | 10 | 150g | 17,23sek | 10 |

Bei dem Faden von 52,5cm haben wir nur das Gewicht von 50 Gramm genommen, zwei mal gemessen und haben dem zu folge dieses Ergebnis herausbekommen: Gewicht | Zeit | Schwingungsdauer | 50g | 14,71sek / 14,63sek | 10 |

Genauso wie bei dem faden von 52,5cm haben wir 50 Gramm bei dem faden mit 44,5 cm Länge genutzt, drei mal die zeit gemesssen und dabei dieses Ergebnis erzielt: Gewicht | Zeit | Schwingungsdauer | 50g | 13,3sek /13,21sek / 13,57sek | 10 |

Auswertung - DanielAnhand unserer Messergebnisse erstellen wir folgende Diagramme für das Feder- und Fadenpendel:
Federpendel:
Dieses Diagramm zeigt den Zusammenhang zwischen der Federkonstante und der Schwingungsdauer eines Federpendels.. Man sieht, dass die Schwingungsdauer kleiner wird, wenn sich die Federkonstante erhöht.

Hier sieht man den Zusammenhang zwischen der Masse und der Schwingungsdauer eines Federpendels. Dem Diagramm zufolge erhöht sich die Schwingungsdauer wenn sich auch die Masse erhöht.
Fadenpendel:
Dieses Diagramm zeigt die Schwingungsdauer eines Fadenpendels in Abhängigkeit von der Fadenlänge. Man sieht, dass je länger der Faden ist, desto kürzer ist die Schwingungsdauer.

In diesem Diagramm sieht man die Schwingungsdauer eines Fadenpendels in Abhängigkeit von der Masse. Zwar sind Unterschiede bei den y – Werten zu erkennen, doch da diese so gering sind, sind sie eher durch Messfehler zu erklären. Demnach ist die Schwingungsdauer nicht von der Masse abhängig.

Fazit - PascalWie bereits erwartet, hängt die Periode der Schwingung eines Fadenpendels von der Länge des Fadens ab. Je länger der Faden ist, desto länger wird die Periode. Jedoch hat die angehängte Masse keinen Einfluss auf die Periode.
Beim Federpendel haben der Wiederstand der Feder, sowie die angehängte Masse einen Einfluss auf die Periodendauer. Je größer der Widerstand, desto kürzer die Periode. Je schwerer die angehängte Masse, desto länger ist die Periodendauer.