Versuch
Info
Eine Masse m am Faden, welcher über einen Drehsensor läuft, versetzt eine oder beide Scheiben des arretierten Kreisels, in eine beschleunigte Drehbewegung.
Das computerunterstützte Messwerterfassungssystem zeichnet die Winkelgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Zeit auf.
Ziel des Versuchs kann auch die Bestimmung des Trägheitsmoments \(I\) sein.
Drehmoment \(\vec{M}=I\cdot\vec{\alpha}\Rightarrow\)
Winkelbeschleunigung \(\vec{\alpha}=\frac{\vec{r}\times\vec{F}}{I}\) mit dem Spulenradius \(\vec{r}\)=22,5mm und der Gewichtskraft \(\vec{F}\) der beschleunigenden Masse m.
Beschreibung
Hinweise zur Durchführung:
Die beschleunigende Masse am Faden kann variiert werden, z. B. 50g, 100g und 150g oder 40g und 80g.
Soll die betragsmäßig korrekte Winkelgeschwindigkeit der Scheibe(n) angezeigt werden, ist bei der Berechnung in Capstone zu berücksichtigen, dass das Drehrad des Bewegungssensors einen anderen Durchmesser d=48mm hat als die Spule (d=45mm) am Kreisel, von der der Faden abgewickelt wird.
Scheibenradius \(R\)=122,5mm
Scheibendicke \(d\)=28mm
Dichte des Kunststoffs \(\rho\)=0,9 g/cm³
\(\Rightarrow\) Masse einer Kreiselscheibe \(M\)=1187 g
Trägheitsmoment einer Kreiselscheibe \(I=\frac{1}{2}\cdot M\cdot R^{2}=\frac{\pi }{2}\cdot R^{4}\cdot d\cdot \rho =\) 8,9 gm²