Aufbau und Gestaltung von Demonstrationsexperimenten zu ...

4.2 Experimente mit der Klauenkupplung4.1.4. FehlerdiskussionFür die mithilfe der Drehschwingungen ermittelten Trägheitsmomente der Schwungräderliegen keine Vergleichswerte vor. Dennoch sollen im Folgenden einige Fehlerbetrachtungenangestellt werden, die eventuelle Abweichungen von den tatsächlichvorliegenden Trägheitsmomenten erklären.Bei dem in den physikalischen Grundlagen hergeleiteten Zusammenhang für die SchwingungsdauerT des Drehtischs wurde nur das rücktreibende Drehmoment der Federbenutzt. Unberücksichtigt blieb beispielsweise ein durch die Schwerkraft zusätzlichhervorgerufenes Drehmoment, das sich infolge einer nicht exakt horizontalen Ausrichtungdes Drehtischs ergibt. Auch dem Einfluss der durch die Lagerreibung bedingtenDämpfung wurde im aufgeführten mathematischen Zusammenhang (2.61) fürdie Schwingungsdauer keine Beachtung geschenkt. Durch diese Dämpfung lassen sichSchwingungszeiten ermitteln, die sich im Vergleich zum theoretischen Zusammenhangdurch größere Zahlenwerte auszeichnen. Untersucht man die einzelnen Schritte der vorgestelltenMethode zur Festlegung der Trägheitsmomente, so werden sich die längerenSchwingungsdauern vor allem bei der Bestimmung des Quotienten I 0 /D bemerkbarmachen, die im Vergleich zu dem ermittelten Wert für das Trägheitsmoment I 0 desDrehtischs einen größeren Zahlenwert liefern. Dieser resultiert gemäß dem viertenSchritt in einem kleineren Trägheitsmoment des jeweils untersuchten Schwungrads.4.2. Experimente mit der KlauenkupplungDie für das Übertragen der Drehbewegung verantwortliche Klauenkupplung wurdeso konstruiert, dass sie einen nahezu elastischen Drehstoß zwischen zwei rotierendenRädern simuliert, dessen Beschreibung in Analogie zum elastischen Stoß in derTranslationsmechanik erfolgen kann. Aufgrund dieser Parallelität können die bei denDrehstößen auftretenden Phänomene durch Austausch der analogen Größen ohnegroßen Arbeitsaufwand gedeutet werden und ermöglichen somit Aussagen über diefür Rotationen charakteristischen Erscheinungen des Drehimpulses und des Trägheitsmoments.Die Vorgehensweise für das Erlangen dieser Kenntnisse ist durch die Analysedes Drehverhaltens der miteinander gekoppelten Schwungräder geprägt.4.2.1. Schwungräder gleicher TrägheitsmomenteWie im Versuchsaufbau beschrieben, werden in diesem Versuchsteil zunächst zweiSchwungräder vom Typ 1 auf den Fahrbahnwagen montiert und mit einer Klauenkupplungausgestattet. Bevor eines der beiden Räder angedreht und mit dem anderenüber die Kupplung verbunden wurde, musste zunächst überprüft werden, dass beide57