3B SCIENTIFIC PHYSICS U10362 Instrucciones De Uso página 2

führt. In diesem Fall sollte das Pendel von Hand
abgefangen werden.
• Das Laden des Wurfgerätes mit einer Kugel erfolgt
immer bei entspannter Feder, indem eine Kugel
lose in den vorderen Teil des inneren Kunststoff-
zylinders gelegt wird. Danach wird die Kugel mit
dem Ladestock in den Lauf geschoben, bis die ge-
wünschte Federspannung erreicht ist. Das Heraus-
ziehen des Ladestocks sollte nicht zu schnell erfol-
gen, da andernfalls der entstehende Sog die Kugel
mitreißen könnte. Eine Kontrolle der Kugelposition
darf nur durch die seitlichen Beobachtungs-
bohrungen erfolgen. Nie in den Lauf blicken!
• Vor dem Abwurf ist sicherzustellen, dass sich keine
Personen in der Flugbahn befinden. Zum Abwurf
wird kurz an der Schnur des Abzugshebels gezo-
gen, wobei der Zug etwa senkrecht zum Hebel er-
folgen sollte.
• Das Pendel
kann durch Lösen der Lagerschraube
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abgebaut und um 180° gedreht mit der Rück-
4
seite des Kugelfängers
wieder eingebaut werden (Versuche zum elasti-
schen Stoß). Das Gegenlager
dass das Pendel bei nur sehr leicht angezogener
Lagerschraube etwas schief hängt, wodurch sich der
Kugelfänger nicht exakt vor der Mündung des Wurf-
gerätes befindet. Daher ist die Lagerschraube so-
lange anzuziehen, bis Kugelfänger und Mündung
fluchten.
• Nach dem Umdrehen des Pendels oder bei Bedarf
ist der Mitnehmer für den Schleppzeiger
3
einzustellen, dass er den Schleppzeiger gerade be-
rührt, wenn das Pendel ruhig hängt. Die Schraube
des Mitnehmers sollte nur mit den Fingern gedreht
werden, um Druckstellen im Pendelstab zu vermei-
den.
• Wartung: Das ballistische Pendel ist prinzipiell war-
tungsfrei. Bei Bedarf kann etwas säurefreies Fett
(Vaseline) an die Lagerschraube
schraube gegeben werden. Außer im Bereich der
bn
Skala kann es ggf. mit Aceton, Ethanol (Spiritus)
oder Waschbenzin gereinigt werden. Das Eintau-
chen in Wasser ist zu vermeiden.
4. Versuchsdurchführung und Auswertung
4.1 Ballistisches Pendel
4.1.1 Versuchsaufbau
•
Der Versuchsaufbau entspricht Fig. 1 für Versu-
che zum plastischen Stoß. Für Versuche zum elas-
tischen Stoß ist das Pendel um 180° zu drehen
(vergl. Abschnitt 3 „Bedienung")
4.1.2 Versuchsdurchführung
•
Es ist zweckmäßig, bei den Versuchen die
Versuchsnummer, die Federspannung (1, 2 oder
3), die Stoßart (plastisch „p" oder elastisch „e"),
die Anzahl der verwendeten Zusatzgewichte so-
wie den Winkelmesswert ϕ zu notieren. Um
möglichst genaue Versuchsergebnisse zu erhalten,
sollte nach dem ersten Schuss noch ein weiterer
zum Wurfgerät zeigend
9
ist so konstruiert,
5
so
6
4 und die Rändel-
abgegeben werden, wobei der Schleppzeiger nicht
auf 0° zurückgestellt wird. Auf diese Weise wer-
den die unvermeidlichen Reibungsverluste des
Schleppzeigers minimiert.
•
Beispiel einer Versuchsreihe:
Stoßart Zusatzgewichte Winkel ϕ
Nr. Feder-
spannung
1 1 p
2 2 p
3 3 p
4 1 p
5 2 p
6 3 p
7 1 e
8 2 e
9 3 e
4.1.3 Versuchsauswertung
4.1.3.1 Plastischer Stoß
• Für das schwingende Pendel gilt der Energieerhal-
tungssatz in der Form
E = E
pot kin
wobei für die potentielle Energie
g ∆h
E = m
pot ges
gilt. Hier ist m
ges
incl. Kugel und ggf. Zusatzgewichten, g ist die Erd-
beschleunigung und ∆h ist die Höhendifferenz des
Pendelschwerpunktes zwischen Ruhelage und
maximaler Auslenkung.
• Mit dem gemessenen Winkel ϕ und der gemesse-
nen Schwerpunktslänge I
∆h = I (1 – cos ϕ)
s
Fig. 2: Zur Auswertung benötigte Längen. Der Abstand „Schwerpunkt - Dreh-
punkt" (I ) ist beim plastischen Stoß incl. Kugel und Zusatzgewichten zu mes-
s
sen. Zur Messung kann das Pendel beispielsweise auf einem hochkant ge-
stellten Lineal ausbalanciert werden. Der Abstand „Kugelmitte - Drehpunkt"
beträgt I = 280 mm.
K
•
Die kinetische Energie berechnet sich mit dem
Trägheitsmoment I
Drehpunkt und der maximalen Winkelge-
schwindigkeit ω gemäß
1
=
E I
kin ges
2
•
Werden die Gln. 2 und 4 in Gl. 1 eingesetzt und
2
0 17,5
0 25,0
0 36,0
2 9,5
2 13,5
2 19,0
0 29,5
0 42,0
0 60,0
(1)
(2)
die Gesamtmasse des Pendels
gemäß Fig. 2 ergibt sich:
s
(3)
bezogen auf den Pendel-
ges
ω 2
(4)