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Dieses Java-Applet ist die virtuelle Entsprechung des Fadenpendels. Es dient der visuellen Unterstützung bei der Erarbeitung der Theorie des Experimentes. Man kann mit ihm aber auch die Abhängigkeiten selbst erforschen oder das Experiment virtuell nachbereiten.
1) Pendellänge und Periodendauer.
Belasse alle Grundeinstellungen und klicke "Start". Ändere nur die Pendellänge (Auswahlfeld ganz links).
2) Pendellänge und Auslenkwinkel.
Wähle als Pendellänge wieder 0.25 m. Verändere diesmal den
Auslenkwinkel zwischen 10° und 70°.
Klicke jeweils "Start" und beobachte, wie viele Schwingungen das
Pendel in 5,0 s macht.
3) Auslenkwinkel und Geschwindigkeit der Pendelkugel.
Wird ein Pendel weiter ausgelenkt, so hat es während einer Periode einen größeren Kreisbogenausschnitt zurückzulegen. Warum bleibt aber dennoch die Periodendauer (fast) unverändert?
4) Einfluss der Dämpfung.
In der Realität schwingen Fadenpendel gedämpft. An der
Aufhängung des Fadens tritt Reibung auf. Außerdem muss die Kugel
beim Schwingungsvorgang laufend Luft vor sich verschieben und wird dadurch -
wie ein Fahrradfahrer oder Auto - auch ständig gebremst.
Der Schwingungsvorgang ist also nicht verlustfrei, sondern gedämpft. Dem
System Fadenpendel geht Energie verloren, die in Form von Wärme an die
Umgebung abgegeben wird.
Nach dem Energieerhaltungssatz müsste das Pendel seine Ausgangshöhe
auf der anderen Seite eigentlich wieder erreichen. Dies passiert aber nur, wenn
es keine Dämpfung gibt. In der Realität wird wegen der Dämpfung
die Ausgangshöhe nicht mehr ganz erreicht - die Schwingung "klingt
ab".
Wähle am besten als Auslenkung 0,5 m und als Auslenkwinkel -40°.
Fragen / Aufgaben als Arbeitsblatt herunterladen
fadenpendel.doc
Interaktives Quiz zur Seite aufrufen:
fadenpendelquiz.htm
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Sie müssen dazu die gepackte Datei (fadenpendel.zip) herunterladen und
in ein Verzeichnis entpacken.
Das Paket enthält die Internet-Seite und alle darauf befindlichen Bilder,
das Arbeitsblatt und das Quiz. Die nötigen Java-Achive sind ebenfalls
enthalten.
Ihr Browser muss aber genauso für die Wiedergabe von Javascript und Java eingerichtet sein.
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Die Simulationen entstanden mit Hilfe von Physlets von Wolfgang
Christian und Mario Belloni vom Davidson College, USA
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