gravitationswaage

marty · Anmeldungsdatum: 19.03.2006 Beiträge: 1

Hallo,
habe eine frage zur gravitationswaage.
wie muss ich rechnen? ich habe ein band ein torsionsband gegeben(bronze 0.01x0,15mm querschnitt) daran ein hohlspiegel mit 30cm brennweite und zwei bleikugeln von je 15g in 5cm abstand zur drehachse. dann habe ich noch die schweren bleikugeln gegeben, die 1,5kg wiegen. als lichtzeiger dient ein laserstrahl der im abstand von 11m projiziert werden. zwischen den beiden ruhelagen der torsionspendelanordnung von 15,5cm und die schwingungsdauer ist 8min.
wie groß ist die federkonstante des torsionbandes?

wer kann mir helfen? welche formeln muss ich nehmen und wie umformen?

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5789 Wohnort: Heidelberg

Hallo!

Ganz sicher bin ich mir da eigentlich nicht... aber:
Du kannst ja das Trägheitsmoment ausrechnen. Dann gibt es beim Drehpendel die nette Formel:

Damit solltest Du das "Direktionsmoment" D bestimmen können... Federkonstante? Das ist eigentlich etwas anderes, glaube ich... grübelnd

Kann es sein, dass die Aufgabe noch deutlich weiter geht. Macht ja keinen Sinn so viele Daten an zu geben, wenn man nur nach D sucht.

Gruß
Marco

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Marco hat recht.

Dabei ist hier omega = 2 * pi / T = 2 * pi / (8 min)

und J = 2 * 15 g * (5 cm)^2, da man die Masse des Spiegelchens hier wohl vernachlässigen kann und soll.

Das, was du mit "Federkonstante" des Torsionspendels meinst, kenne ich unter der Bezeichnung "Richtgröße D" oder "Winkelrichtgröße D".

Und wenn du, wie bei diesem Versuch üblich, die Gravitationskonstante G bestimmen möchtest, dann brauchst du dafür zusätzlich die Formeln für das Gravitationsgesetz, den Zusammenhang zwischen Drehwinkel und Abstand auf der Projektionsskala und das Gleichsetzen der Drehmomente von Gravitationskraft und Torsionspendelkraft. Wenn du das hast, setzt du das ineinander ein, und löst nach G auf. Dann setzt du alle Werte ein, dazu brauchst du zusätzlich zu den hier angegebenen Werten noch den Abstand r jeweils zwischen großer und kleiner Massenkugel, und bist fertig smile