Mechanik

Ziel des Versuches ist es, sich mit zufälligen und systematischen Messabweichungen und der Fortpflanzung von Unsicherheiten auseinanderzusetzen. Dazu wird die Periodendauer eines langen Fadenpendels mehrfach gemessen (200 mal). Die Zeiten werden direkt an die Mess- und Auswertesoftware übertragen und dort in geeignet gewählte Zeitintervalle einsortiert. Die somit erzeugte Häufigkeitsverteilung nähert sich zunehmend einer Normalverteilung an.

Versuchsanleitung

Im Versuch wird die Dichte sowohl von verschiedenen Körpern als auch von Flüssigkeiten bestimmt. Bei regelmäßig geformten Körpern erfolgt dies durch Längenmessung und Wägen. Da bei unregelmäßig geformten Körpern eine einfache Längenmessung nicht möglich ist, kommt die Auftriebsmethode zum Einsatz (Archimedisches Prinzip).

Versuchsanleitung

Die Schwerebeschleunigung g der Erde (Erdbeschleunigung) wird im Versuch zunächst aus dem freien Fall einer Stahlkugel aus verschieden Höhen ermittelt.

Im zweiten Versuchsteil kommt eine Atwoodsche Fallmaschine zum Einsatz, bei der auch die Fallzeit einer gleichmäßig beschleunigten Masse gemessen wird. Durch den Aufbau ist die Fallbeschleunigung jedoch deutlich geringer als die Erdbeschleunigung und die Fallzeit entsprechend länger bzw. besser messbar.

Versuchsanleitung

Das Reversionspendel ist ein spezielles physikalisches Pendel, das um zwei verschiedene starre Drehachsen im Abstand l voneinander schwingen kann. Durch Verschieben einer Masse am Pendel können Trägheitsmoment und Lage des Schwerpunktes verändert werden, damit ändert sich auch die Periodendauer der Pendelschwingung.

Im Versuch gleicht man durch Verschieben der Masse die Periodendauern um die beiden Drehachsen einander an und kann aus den Messwerten die Erdbeschleunigung g mit guter Genauigkeit bestimmen.

Versuchsanleitung

Im Versuch wird ein kardanisch aufgehängter, symmetrischer Kreisel näher untersucht. Neben der Bestimmung seines Trägheitsmomentes auf verschiedene Weisen, wird auch das Reibmoment der Kreisellager ermittelt.

Versuchsanleitung

Im ersten Versuchsteil werden in einem Kundtschen Rohr stehende Schallwellen angeregt. Diese werden mit Hilfe von Korkmehl sichtbar gemacht, so dass die jeweilige Wellenlänge abgemessen werden kann. Daraus wird dann die Schallgeschwindigkeit in Luft und Kohlendioxid bestimmt.

Im zweiten Versuchsteil wird mit einem Quinckeschen Interferenzrohr akustisch die Wellenlänge von Schall in Luft ausgemessen und ebenfalls die Ausbreitungsgeschwindigkeit berechnet.

Versuchsanleitung

Zunächst rollt eine Stahlkugel eine Rinne herab und landet dann auf einer tiefer gelegenen Registrierebene. Die gemessenen Flugweiten werden mit den aus dem Energieerhaltungssatz berechneten Werten verglichen.

Versuchsanleitung

Der Torsionsmodul G von langen, dünnen Stäben wird auf zwei Arten bestimmt. Bei der statischen Methode bewirkt ein angreifendes Drehmoment eine Verdrillung und der zugehörige Drehwinkel wird gemessen.

Bei der dynamischen Methode wird der Stab verdrillt und die elastischen Rückstellkräfte bewirken eine harmonische Schwingung. Aus der Periodendauer dieses Drehpendels kann der Torsionsmodul berechnet werden.

Versuchsanleitung

Das Pohl'sche Rad ist ein Drehpendel, dessen Schwingung durch eine Wirbelstrombremse kontrolliert gedämpft werden kann. Zusätzlich kann es über einen regelbaren Motor zu erzwungenen Schwingungen angeregt werden.

Versuchsanleitung

Details zu den Herleitungen

Im Versuch steht ein Ultraschallgerät und passende Schallköpfe mit Frequenzen von 1 MHz, 2 MHz und 4 MHz zur Verfügung. Das ausgesendete Ultraschallsignal kann sowohl in Reflexion als auch in Transmission gemessen und ausgewertet werden.

Wesentliche Ziele des Versuches sind es die Schallgeschwindigkeit, die Wellenlänge und den Schwächungskoeffizienten von Ultraschallwellen in Acryl ist zu ermitteln. Außerdem wird das Ultraschall-Schnittbild eines Acrylblockes aufgenommen, um die Lage darin vorhandener Hohlräume zu bestimmen.

Versuchsanleitung