Federn: dynamisch und statisch ausmessen

nurso25 · Anmeldungsdatum: 23.04.2007 Beiträge: 77

moin

wir haben nen nen versuch dazu gemacht, und zwar sollten wir einmal die federkonstante der feder bestimmen ( dynamisch und statisch) und winkelrichtgröße eines drahtes ( dynamisch und statisch).

in dem fragenteil dazu steht folgende frage: welche methode zur bestimmen der federkonstante und der drehfederkonstanten ist genauer.
dynamisch oder statisch und warum?

kann mir jemand helfen?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Das kann ich schlecht raten, ohne deine Versuche zu kennen.

Kann es sein, dass ihr einfach für die konkreten Versuche, die ihr gemacht habt, eine Fehlerbetrachtung durchführen sollt, um diese Frage beantworten zu können?

nurso25 · Anmeldungsdatum: 23.04.2007 Beiträge: 77

hmm, also wir haben den fragenteil vor dem versuch bekommen, daher denk ich mal das es ne allgemeine frage war, aber selbst wenn ich die fehlerbetrachtung interpretieren soll.... die abweichungen sind sehr ähnlich, mal bei der statischen bestimmung geringer mal bei der dynamischen.

zum versuch: es waren 2 verschieden federn die wir jeweils mit 100,200,300g belastet haben. einmal statisch Gewichtskraft/Längenänderung
und einmal dynamisch

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Dann heißt die Frage ja einfach: Was könnt ihr im Versuch genauer messen: Die Längenänderung der Feder (vielleicht an einem Maßstab, der hinter der Feder stand, abgelesen?) oder die Periodendauer der Schwingung (habt ihr da zum Beispiel die Zeit für 10 Schwingungsperioden gestoppt?).

nurso25 · Anmeldungsdatum: 23.04.2007 Beiträge: 77

ja, also die teilung des Maßstabs beträgt 1mm, die genauigket der stoppuhr 0,001s.............aber da kommt ja noch die reaktionszeit zum stoppen hinzu, die haben wir auf 0,2s geschätzt

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Das sind alles nur Vorüberlegungen.

Wie genau konntet ihr denn nun wirklich die Länge ablesen? (Das soll am besten derjenige sagen, der wirklich selbst die Länge abgelesen hat.)

Und wie genau ist der Wert für die Schwingungsdauer, den ihr mit eurer tatsächlich angewandten Messmethode bestimmt habt?
(Ich will doch mal nicht hoffen, dass alle eure gestoppten Zeiten um etwa 0,2 s zu lang sind, nur weil ihr nicht darauf vorbereitet wart, auf den Knopf der Stoppuhr zu drücken, als die gewünschte Anzahl Schwingungen vorbei war. Wie genau konntet ihr vielmehr die Zeit stoppen (das muss am besten derjenige sagen, der selbst gestoppt hat), und wieviele Schwingungsperioden habt ihr am Stück gemessen?)

nurso25 · Anmeldungsdatum: 23.04.2007 Beiträge: 77

was genau meinst du denn mit wie genau wir die zeit stoppen konnten??
meinst du damit die streuung der zeitmessung?

es waren 10 schwingungen

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Na, welches Ergebnis habt ihr für eine Periodendauer herausbekommen, und mit welchem Fehler war es behaftet? Wenn ihr das Experiment oft genug wiederholt habt, dann könnt ihr natürlich die Streuung der gemessenen Zeiten als Information verwenden, um diesen Fehler abzuschätzen.

nurso25 · Anmeldungsdatum: 23.04.2007 Beiträge: 77

also kann man sagen,
es gibt dafür keine allgemeine antwort,
es ist abhängig von den versuchbedingungen
mit welcher methode man genauer messen kann.

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Andersherum: Eben weil es davon abhängt, was man im Versuch besser messen kann, gibt es eine ganz einfache und eindeutige Antwort, sobald man die Größenordnungen der Werte kennt, die im Experiment gemessen werden.

Magst du einfach mal konkret erzählen, welche Werte ihr gemessen habt?

Wie groß war die Länge, um die die Feder länger wurde, wenn ihr das schwerste Gewicht drangehängt habt?
Und auf wieviel mm genau konntet ihr diese Länge wirklich ablesen? (Frag den, der abgelesen hat: Könnten es auch 0,1 mm mehr oder weniger gewesen sein als die Zahl, die ihr aufgeschrieben habt, oder 1 mm mehr oder weniger, oder 5 mm mehr oder weniger, oder 200 mm mehr oder weniger?)
Wie groß war die Zeitdauer für 10 Schwingungsperioden, die ihr gestoppt habt?
Wie genau ließ sich die Stoppuhr bedienen, die ihr verwendet habt, und wie genau kontet ihr erkennen, wann ihr auf Start und Stopp drücken musstet? Um wieviel länger oder kürzer als die tatsächliche Dauer von 10 Schwingungen könnte die gemessene Zeit also maximal gewesen sein?

nurso25 · Anmeldungsdatum: 23.04.2007 Beiträge: 77

also bei 300g (gröstes gewicht) waren es
130
129
130mm (3 messungen)
die ablesegenauigkeit betrug 1mm

die zeitdauer wurde für 10 schwingungen gemessen und gleich auf eine umgerechnet
0,731
0,735
0,738s (ebenfalls 3messungen)

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Und was würdest du sagen, war die Genauigkeit der Zeitmessung für die 10 Perioden? Was ist also die Genauigkeit des durch 10 geteilten Wertes?

nurso25 · Anmeldungsdatum: 23.04.2007 Beiträge: 77

ya das war dann ja sehr genau, weil sich die werte ja an der 3ten nachkommastelle ändern.

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Konkreter: Wie genau?

Du willst ja schließlich am Ende vergleichen können, welche von beiden Methoden genauer ist.

nurso25 · Anmeldungsdatum: 23.04.2007 Beiträge: 77

0,005s

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Okay, magst du nun mal mit diesen Messwerten und Fehlern sagen, wie groß die relativen Fehler der beiden Messungen sind? Also:

Wieviel Prozent der gemessenen Länge ist der Längenfehler?

Wieviel Prozent der gemessenen Zeit ist der Zeitfehler?

Und diese beiden relativen Fehler vergleichen? Zu welchem Schluss kommst du damit? Sind die relativen Fehler so gut wie gleich groß, oder ist einer dieser beiden relativen Fehler viel größer als der andere?

nurso25 · Anmeldungsdatum: 23.04.2007 Beiträge: 77

also bei der auslenkung von 130mm wäre ein fehler von 1mm = 0,76%
und bei der gemessen zeit.............hmm bezieht sich das jetzt auf eine schwingung oder auf die zeit von 10schwingungen. bei einer schwingung wären es 0,68% und wenn sich das auf die 10schwingungen bezieht wären es 0,068%

hmm also ist der fehler bei der dynamischen bestimmung geringer und somit ist diese methode genauer,
die frage ist jetzt nur wodrauf sich der fehler bei der zeitmessung bezieht
auf 1schwingung oder auf 10?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Der Fehler für die Zeitmessung, den du oben angegeben hast, galt, wenn ich dich richtig verstanden habe, für 1 Periode, weil du ihn durch Betrachten der Messwerte, die auf eine Periode umgerechnet waren, gefunden hast, vermute ich da richtig?

Die relativen Fehler, die du hier herausbekommen hast, hast du noch vergessen, sinnvoll zu runden. Denn wie groß die Fehler sind, hast du ja sicher auch nicht auf zwei Nachkommastellen genau abgeschätzt.

Also hast du hier herausgefunden, dass der Fehler hier für beide Methoden rund 1 % beträgt, und dass beide Methoden eine sehr ähnliche Genauigkeit haben.

nurso25 · Anmeldungsdatum: 23.04.2007 Beiträge: 77

also kann man nicht wirklich behaupten das eine von den methoden genauer ist.

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Im großen und ganzen, ja, die Größenordnung der Genauigkeit ist bei beiden Methoden dieselbe.

Eines solltest du noch korrigieren: In deiner Formel in

nurso25 · Anmeldungsdatum: 23.04.2007 Beiträge: 77

fehlerfortpflanzungen haben wir nicht durchgenommen, soll wohl erst in den höheren sem durchgenommen werden.

dann möchte ich dir herzlich danken das du mir bei meinem problem weitergeholfen hast.

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788