Ungenaue Messwerte bei Physikexperiment (Schwingung)

Siu3000 · Anmeldungsdatum: 20.08.2023 Beiträge: 50

Meine Frage:
Ich mache ein Physikexperiment bei dem ich eine gedämpfte Schwingung (in diesem Fall gedämpft durch Luft) analysiere mit Hilfe eines Tablets und der App 'Viana'.

Versuchsaufbau:

Eine Stativstange ist an einem Tisch befestigt. An dieser Stange ist dann eine weiter Stange senkrecht zu dieser befestigt, die eine kleine 'Mulde' hat, wo dann die Feder hingehängt wird. Es handelt sich um eine weiche Feder.

Versuchsdurchführung:

Die Feder mit 50g Massestück wird senkrecht nach unten ausgelenkt und anschließend losgelassen.

Jedoch bin ich beim Auswerten auf ein Problem gestoßen. Die Amplitude wurde manchmal sogar größer als sie zuvor war, was ja offensichtlich nicht passieren sollte. Sie müsste ja mit zunehmender Zeit immer kleiner werden.

Meine Ideen:
Die Stange mit der Mulde an der die Feder befestigt ist, schwingt leicht mit.
Kann es vielleicht daran liegen? Die einzige Lösung, die mir dann einfallen würde, wäre die Feder weniger stark auszulenken, damit dann die Ungenauigkeit kleiner wird. Jedoch möchte ich das Ganze auch noch im Wasser und im Öl machen und da wäre es ja sinnvoller mit einer größeren Anfangsamplitude zu starten.
Danke im Voraus schonmal.

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5786 Wohnort: Heidelberg

gast_free · Anmeldungsdatum: 15.07.2021 Beiträge: 195

Mein Tipp. Die Stangen vom Versuchsaufbau sind elastisch und werden beim auslenken der Masse gleich mit verformt. Beim Loslassen der Masse schnellen sie in die Ausgangslage zurück und beschleunigen die Feder und Masse zusätzlich. Daraus resultieren die größeren Schwingungsamplituden. Die Feder sollte an einem starren Lager befestigt werden, so das wirklich nur die Feder gedehnt wird.

Siu3000 · Anmeldungsdatum: 20.08.2023 Beiträge: 50

Das mit der zweiten Stativstange kann ich leider nicht verwirklichen. Trotzdem danke.

Das mit dem starren Lager ist leider auch schlecht umsetzbar denke ich. Vielleicht fällt mir aber doch noch was dazu ein. Danke.
Würde ich die Feder weniger auslenken, dann würde es ja auch genauer werden oder?

antaris

antaris

Der TE beschreibt, dass das Gewicht nach dem loslassen sogar über die Ausgangsposition hinaus schwingt. Ist das mit Interferenz der beiden unterschiedlich erzeugten Wellen vom Stab bzw. vom Gewicht zu erklären?
Das überschwingen zeigt die konstruktive Interferenz?

Aruna_Gast · Gast

Siu3000 · Anmeldungsdatum: 20.08.2023 Beiträge: 50

Tatsächlich war dies bei der 1. Schwingung so. Die Feder wurde nach unten ausgelenkt und diese Anfangsamplitude war dann kleiner als die direkt nächstfolgende am oberen Umkehrpunkt. Anschließend wurden die Werte wie beschrieben mal kleiner, mal größer.

Siu3000 · Anmeldungsdatum: 20.08.2023 Beiträge: 50

2. Bild

Ich · Anmeldungsdatum: 11.05.2006 Beiträge: 913 Wohnort: Mintraching

Das schaut nach einer unsauberen Schwingung aus, vielleicht mit Querbewegung. Du musst viel länger aufzeichnen, dann siehst du erst die Dämpfung, und dann spielen diese Fehler auch keine Rolle mehr.

Siu3000 · Anmeldungsdatum: 20.08.2023 Beiträge: 50

Ich habe auch viel länger aufgenommen (circa 1 Minute 30s)
Das Problem ist nur das Auswerten. Ich mache das in Viana mit 100 fps und das dauert entsprechend lange. Und ja, eine Querbewgung ist definitiv bei größerer Auslenkung vorhanden. Ich habe das Experiment jetzt auch mit einer geringeren Anfangsauslenkung durchgeführt und diese Querbewegung wurde erheblich reduziert. Mal schauen was beim Auswerten dann rauskommt.