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Fadenpendel Experiment: Aufbau, Auswertung und Schwingungsdauer

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Carla

30.4.2021

Physik

Fadenpendel Experiment

Fadenpendel Experiment: Aufbau, Auswertung und Schwingungsdauer

The Fadenpendel Experiment investigates the relationship between pendulum length and oscillation period, culminating in calculating Earth's gravitational acceleration. This comprehensive physics experiment demonstrates fundamental principles of periodic motion.

  • Experiment aims to show how pendulum period depends on length
  • Uses basic materials including string, weight (key), and stopwatch
  • Measurements taken for 10 oscillations at 5 different pendulum lengths
  • Results analyzed through graphical representation and calculations
  • Final calculation of gravitational acceleration shows high accuracy (0.41% deviation)
...

30.4.2021

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Schülerexperiment zum
Fadennendet
Aufgabe:
1. Demonstrieren Sie experimentell die Ab-
hängigkeit der Schwingungsdauer
Fadennendels von seine

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Durchführung des Fadenpendel Experiments

Der Fadenpendel Experiment Aufbau besteht aus einem an einem Faden aufgehängten Schlüssel, der als Pendelkörper dient. Die Versuchsdurchführung umfasst folgende Schritte:

  1. Der Schlüssel wird in einem bestimmten Winkel ausgelenkt.
  2. Die Zeit für 10 Schwingungen wird gemessen.
  3. Das Experiment wird mit 5 verschiedenen Pendellängen wiederholt.

Example: Bei einer Pendellänge von 30 cm könnte man beispielsweise eine Schwingungsdauer von etwa 1,1 Sekunden für eine einzelne Schwingung erwarten.

Diese Methodik ermöglicht es, die Schwingungsdauer Fadenpendel Abhängigkeit von der Pendellänge systematisch zu untersuchen.

Highlight: Die Messung über mehrere Schwingungen erhöht die Genauigkeit, da Messfehler bei der Zeitmessung minimiert werden.

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Auswertung des Fadenpendel Experiments

Die Messergebnisse werden in einer Tabelle erfasst, die Pendellänge, Anzahl der Schwingungen, Gesamtzeit und berechnete Schwingungsdauer für jeden Versuch enthält. Anschließend wird ein Diagramm erstellt, das die Beziehung zwischen Pendellänge xAchsex-Achse und Schwingungsdauer yAchsey-Achse visualisiert.

Highlight: Das Diagramm zeigt deutlich, dass die Schwingungsdauer mit zunehmender Pendellänge ansteigt, jedoch nicht linear, sondern in Form einer Wurzelfunktion.

Die Interpretation der Ergebnisse bestätigt die theoretische Vorhersage:

  • Die Schwingungsdauer T ist von der Pendellänge L abhängig.
  • Bei zunehmender Pendellänge nimmt die Schwingungsdauer zu.
  • Der Graph entspricht einer Wurzelfunktion, wobei T ~ √L gilt.

Vocabulary: Wurzelfunktion - Eine mathematische Funktion, bei der die abhängige Variable die Quadratwurzel der unabhängigen Variable ist.

Zur Berechnung der Fallbeschleunigung wird die Fadenpendel Formel nach g umgestellt:

g = 4π² * L / T²

Mit den Messwerten ergibt sich ein Wert von g = 9,77 m/s², der nur geringfügig vom Literaturwert 9,81m/s29,81 m/s² abweicht.

Example: Bei einer Pendellänge von 0,49 m und einer Schwingungsdauer von 1,407 s ergibt sich: g = 4 * π² * 0,49 m / 1,407s1,407 s² ≈ 9,77 m/s²

Abschließend werden mögliche Fehlerquellen diskutiert, die in systematische z.B.Messgera¨teungenauigkeitenz.B. Messgeräteungenauigkeiten und zufällige Fehler z.B.ReaktionszeitdesBeobachtersz.B. Reaktionszeit des Beobachters unterteilt werden.

Highlight: Die geringe Abweichung von nur 0,41% zum Literaturwert unterstreicht die Präzision des Fadenpendel Experiments zur Bestimmung der Fallbeschleunigung.

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Results Interpretation and Error Analysis

The final analysis examines the relationship between pendulum length and period, including the calculation of gravitational acceleration.

Highlight: The calculated gravitational acceleration 9.77m/s29.77 m/s² shows remarkable accuracy with only 0.41% deviation from the accepted value.

Definition: Systematic errors are consistent deviations caused by equipment or methodology, while random errors occur unpredictably.

Error sources include:

  • Equipment limitations and calibration issues
  • Human reaction time delays
  • Air resistance and friction effects
  • Unintentional pendulum disturbances

The results demonstrate the strong correlation between pendulum length and period, confirming the theoretical predictions of the square root relationship.

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Ich liebe diese App ❤️, ich benutze sie eigentlich immer, wenn ich lerne.

 

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30. Apr. 2021

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Fadenpendel Experiment: Aufbau, Auswertung und Schwingungsdauer

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Carla

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The Fadenpendel Experiment investigates the relationship between pendulum length and oscillation period, culminating in calculating Earth's gravitational acceleration. This comprehensive physics experiment demonstrates fundamental principles of periodic motion.

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Durchführung des Fadenpendel Experiments

Der Fadenpendel Experiment Aufbau besteht aus einem an einem Faden aufgehängten Schlüssel, der als Pendelkörper dient. Die Versuchsdurchführung umfasst folgende Schritte:

  1. Der Schlüssel wird in einem bestimmten Winkel ausgelenkt.
  2. Die Zeit für 10 Schwingungen wird gemessen.
  3. Das Experiment wird mit 5 verschiedenen Pendellängen wiederholt.

Example: Bei einer Pendellänge von 30 cm könnte man beispielsweise eine Schwingungsdauer von etwa 1,1 Sekunden für eine einzelne Schwingung erwarten.

Diese Methodik ermöglicht es, die Schwingungsdauer Fadenpendel Abhängigkeit von der Pendellänge systematisch zu untersuchen.

Highlight: Die Messung über mehrere Schwingungen erhöht die Genauigkeit, da Messfehler bei der Zeitmessung minimiert werden.

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Auswertung des Fadenpendel Experiments

Die Messergebnisse werden in einer Tabelle erfasst, die Pendellänge, Anzahl der Schwingungen, Gesamtzeit und berechnete Schwingungsdauer für jeden Versuch enthält. Anschließend wird ein Diagramm erstellt, das die Beziehung zwischen Pendellänge xAchsex-Achse und Schwingungsdauer yAchsey-Achse visualisiert.

Highlight: Das Diagramm zeigt deutlich, dass die Schwingungsdauer mit zunehmender Pendellänge ansteigt, jedoch nicht linear, sondern in Form einer Wurzelfunktion.

Die Interpretation der Ergebnisse bestätigt die theoretische Vorhersage:

  • Die Schwingungsdauer T ist von der Pendellänge L abhängig.
  • Bei zunehmender Pendellänge nimmt die Schwingungsdauer zu.
  • Der Graph entspricht einer Wurzelfunktion, wobei T ~ √L gilt.

Vocabulary: Wurzelfunktion - Eine mathematische Funktion, bei der die abhängige Variable die Quadratwurzel der unabhängigen Variable ist.

Zur Berechnung der Fallbeschleunigung wird die Fadenpendel Formel nach g umgestellt:

g = 4π² * L / T²

Mit den Messwerten ergibt sich ein Wert von g = 9,77 m/s², der nur geringfügig vom Literaturwert 9,81m/s29,81 m/s² abweicht.

Example: Bei einer Pendellänge von 0,49 m und einer Schwingungsdauer von 1,407 s ergibt sich: g = 4 * π² * 0,49 m / 1,407s1,407 s² ≈ 9,77 m/s²

Abschließend werden mögliche Fehlerquellen diskutiert, die in systematische z.B.Messgera¨teungenauigkeitenz.B. Messgeräteungenauigkeiten und zufällige Fehler z.B.ReaktionszeitdesBeobachtersz.B. Reaktionszeit des Beobachters unterteilt werden.

Highlight: Die geringe Abweichung von nur 0,41% zum Literaturwert unterstreicht die Präzision des Fadenpendel Experiments zur Bestimmung der Fallbeschleunigung.

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Results Interpretation and Error Analysis

The final analysis examines the relationship between pendulum length and period, including the calculation of gravitational acceleration.

Highlight: The calculated gravitational acceleration 9.77m/s29.77 m/s² shows remarkable accuracy with only 0.41% deviation from the accepted value.

Definition: Systematic errors are consistent deviations caused by equipment or methodology, while random errors occur unpredictably.

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The results demonstrate the strong correlation between pendulum length and period, confirming the theoretical predictions of the square root relationship.

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Aufgabenstellung und Vorbetrachtungen zum Fadenpendel Experiment

Das Fadenpendel Experiment zielt darauf ab, die Abhängigkeit der Schwingungsdauer Fadenpendel von seiner Länge zu demonstrieren und die Fallbeschleunigung zu bestimmen. Die theoretische Grundlage bildet die Fadenpendel Formel für die Schwingungsdauer:

T = 2π √L/gL/g

Dabei steht T für die Schwingungsdauer, L für die Pendellänge und g für die Fallbeschleunigung.

Definition: Die Schwingungsdauer T ist die Zeit, die ein Pendel für eine vollständige Schwingung benötigt.

Für den Fadenpendel Experiment Aufbau werden folgende Materialien verwendet:

  • Schlüssel als Gewicht
  • Schlüsselband als Faden
  • Maßband
  • Stoppuhr

Highlight: Die Verwendung alltäglicher Gegenstände wie eines Schlüssels und Schlüsselbands macht das Experiment leicht nachvollziehbar und durchführbar.

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Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.

Stefan S

iOS user

Diese App ist wirklich echt super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen, […]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat mega viel Auswahl für Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde diese jedem weiterempfehlen.

Samantha Klich

Android user

Wow ich bin wirklich komplett baff. Habe die App nur mal so ausprobiert, weil ich es schon oft in der Werbung gesehen habe und war absolut geschockt. Diese App ist DIE HILFE, die man sich für die Schule wünscht und vor allem werden so viele Sachen angeboten, wie z.B. Ausarbeitungen und Merkblätter, welche mir persönlich SEHR weitergeholfen haben.

Anna

iOS user

Ich finde Knowunity so grandios. Ich lerne wirklich für alles damit. Es gibt so viele verschiedene Lernzettel, die sehr gut erklärt sind!

Jana V

iOS user

Ich liebe diese App sie hilft mir vor jeder Arbeit kann Aufgaben kontrollieren sowie lösen und ist wirklich vielfältig verwendbar. Man kann mit diesem Fuchs auch normal reden so wie Probleme im echten Leben besprechen und er hilft einem. Wirklich sehr gut diese App kann ich nur weiter empfehlen, gerade für Menschen die etwas länger brauchen etwas zu verstehen!

Lena M

Android user

Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️

Timo S

iOS user

Die App ist einfach super! Ich muss nur in die Suchleiste mein Thema eintragen und ich checke es sehr schnell. Ich muss nicht mehr 10 YouTube Videos gucken, um etwas zu verstehen und somit spare ich mir meine Zeit. Einfach zu empfehlen!!

Sudenaz Ocak

Android user

Diese App hat mich echt verbessert! In der Schule war ich richtig schlecht in Mathe und dank der App kann ich besser Mathe! Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.

Greenlight Bonnie

Android user

Ich benutze Knowunity schon sehr lange und meine Noten haben sich verbessert die App hilft mir bei Mathe,Englisch u.s.w. Ich bekomme Hilfe wenn ich sie brauche und bekomme sogar Glückwünsche für meine Arbeit Deswegen von mir 5 Sterne🫶🏼

Julia S

Android user

Also die App hat mir echt in super vielen Fächern geholfen! Ich hatte in der Mathe Arbeit davor eine 3+ und habe nur durch den School GPT und die Lernzettek auf der App eine 1-3 in Mathe geschafft…Ich bin Mega glücklich darüber also ja wircklich eine super App zum lernen und es spart sehr viel Heit dass man mehr Freizeit hat!

Marcus B

iOS user

Mit dieser App hab ich bessere Noten bekommen. Bessere Lernzettel gekriegt. Ich habe die App benutzt, als ich die Fächer nicht ganz verstanden habe,diese App ist ein würcklich GameChanger für die Schule, Hausaufgaben

Sarah L

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Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

Hans T

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Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.

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Diese App ist wirklich echt super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen, […]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat mega viel Auswahl für Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde diese jedem weiterempfehlen.

Samantha Klich

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Wow ich bin wirklich komplett baff. Habe die App nur mal so ausprobiert, weil ich es schon oft in der Werbung gesehen habe und war absolut geschockt. Diese App ist DIE HILFE, die man sich für die Schule wünscht und vor allem werden so viele Sachen angeboten, wie z.B. Ausarbeitungen und Merkblätter, welche mir persönlich SEHR weitergeholfen haben.

Anna

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Ich finde Knowunity so grandios. Ich lerne wirklich für alles damit. Es gibt so viele verschiedene Lernzettel, die sehr gut erklärt sind!

Jana V

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Lena M

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Timo S

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Die App ist einfach super! Ich muss nur in die Suchleiste mein Thema eintragen und ich checke es sehr schnell. Ich muss nicht mehr 10 YouTube Videos gucken, um etwas zu verstehen und somit spare ich mir meine Zeit. Einfach zu empfehlen!!

Sudenaz Ocak

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Diese App hat mich echt verbessert! In der Schule war ich richtig schlecht in Mathe und dank der App kann ich besser Mathe! Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.

Greenlight Bonnie

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Ich benutze Knowunity schon sehr lange und meine Noten haben sich verbessert die App hilft mir bei Mathe,Englisch u.s.w. Ich bekomme Hilfe wenn ich sie brauche und bekomme sogar Glückwünsche für meine Arbeit Deswegen von mir 5 Sterne🫶🏼

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Also die App hat mir echt in super vielen Fächern geholfen! Ich hatte in der Mathe Arbeit davor eine 3+ und habe nur durch den School GPT und die Lernzettek auf der App eine 1-3 in Mathe geschafft…Ich bin Mega glücklich darüber also ja wircklich eine super App zum lernen und es spart sehr viel Heit dass man mehr Freizeit hat!

Marcus B

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Mit dieser App hab ich bessere Noten bekommen. Bessere Lernzettel gekriegt. Ich habe die App benutzt, als ich die Fächer nicht ganz verstanden habe,diese App ist ein würcklich GameChanger für die Schule, Hausaufgaben

Sarah L

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Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

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