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Versuch Pendeldauer Amplitude


Anleitung


Basiswissen


Benötigt ein Pendel mehr Zeit, wenn es weniger weit schwingen muss? Dieser Frage wird hier mit einem einfachen Versuch untersucht. Die Antwort hat viele Experimentatoren sehr verblüfft. Das Ergebnis ist eher unerwartet. Am Ende steht eine Hinweis zur Auswertung. Hier folgt zunächst eine Schritt-für-Schritt Anleitung.

Grundidee


Um einmal ganz hin und her zu schwingen braucht ein Pendel immer dieselbe Zeit, egal wie stark man es anstößt und wie weit es dann schwingt. Solange man die Länge des Pendels nicht verändert, bleibt die Zeitdauer für eine Schwingung immer dieselbe. Das wird hier mit Messungen betrachtet. Der Versuch eignet sich für Kinder ab dem Vorschulalter, wenn man keine komplizierten Messungen macht. Mit Messungen sollten die Kinder etwa 12 Jahre oder älter sein.

Vorbereitung


Für diesen sehr einfach durchzuführenden Versuch benötigt man: einen Faden, ein Gewicht und eine Stoppuhr. Das Ergebnis ist eine Tabelle mit Pendelaudern für verschiedene Amplituden (Pendelausschläge). Die Anleitung unten bezieht sich auf die Einrichtung der Mathe-AC Lernwerkstatt Mathematik in Aachen. Der Versuch kann aber ohne Einschränkung mit einem selbstgefertigen Fadenpendel durchgeführt werden.

Schritt 1



Schritt 2




Schritt 3



Auswertung


Mit der nun erstellten Tabelle kannst du das Pendel theoretisch betrachten: gibt es für verschiedene Amplituden auch verschiedene Pendeldauern? Falls ja, dann würde man sagen, dass die Amplitude die Pendeldauer beeinflusst. Falls die Pendeldauer aber für alle Amplituden (fast) gleich ist, dann kann man sagen: die Pendeldauer hängt nicht von der Amplitude ab. Versuche anhand deiner Messdaten selbst zu entscheiden, welcher der beiden Fälle eher zutrifft.

Graph zeichnen


Aus der Tabelle kann ein Funktionsgraph erstellt werden. Die Amplituden sind die x-Werte, die dazugehörigen Dauern der y-Wert. Der Graph sollte dann eine waagrechte Gerade geben. Die Gerade verläuft also in immer gleicher Höhe parallel zur x-Achse. Was das bedeutet, kannst du nachlesen unter waagrechte Gerade ↗