Aufbau und Gestaltung von Demonstrationsexperimenten zu ...

4 Messungen und Auswertungensich die genannten Gesamtdrehimpulse nur durch ihre geringfügig unterschiedlichenDrehzahlen f 1 bzw. f 2L ges = I 1 ω 1 = 2π I 1 f 1 und L ′ ges = I 1 ω ′ 2 = 2π I 1 f ′ 2 . (4.2)Hierbei ist zu beachten, dass keine vektorielle Betrachtungsweise erforderlich ist, denndie Orientierung der Drehachse des aus beiden Schwungrädern bestehenden Systemsändert sich während des Drehstoßes nicht.Der Fehler auf die Gesamtdrehimpulse ergibt sich gemäß dem Gaußschen Fehlerfortpflanzungsgesetzzu√ (σI1 ) 2 ( ) 2 σfσ L = L · + , (4.3)I 1 fwobei der Fehler der Drehzahl mit σ f = 0,1 s −1 auf die Anzeigegenauigkeit des Messgerätszurückzuführen ist. Tabelle 4.6 fasst die berechneten Werte zusammen. DieFehler für die Gesamtdrehimpulse vor und nach dem Drehstoß sind in der letztenSpalte aufgeführt. Unterscheiden sich die Abweichungen, so sind entsprechend der Beschriftungzwei Werte aufgeführt.Tabelle 4.6.Berechnung der Gesamtdrehimpulse L ges und L ′ ges vor bzw. nach dem Drehstoß.f 1 [s −1 ] f ′ 2 [s −1 ] L ges [kg m 2 s −1 ] L ′ ges [kg m 2 s −1 ] σ Lges / σ L ′ ges[kg m 2 s −1 ]1,9 1,7 0,021 0,019 0,0012,3 2,1 0,025 0,023 0,0012,7 2,6 0,030 0,029 0,0013,0 2,7 0,033 0,030 0,0013,3 3,1 0,036 0,034 0,0013,9 3,7 0,043 0,041 0,0014,6 4,4 0,050 0,048 0,002 / 0,0014,7 4,4 0,052 0,048 0,002 / 0,0015,2 4,9 0,057 0,054 0,002Dieser Tabelle ist zu entnehmen, dass die Werte für den Gesamtdrehimpuls des ausbeiden Schwungrädern bestehenden Systems vor und nach dem Drehstoß in den meistender aufgeführten Messungen innerhalb ihrer einfachen Fehler übereinstimmen. Derdurchgehend geringere Zahlenwert des Gesamtdrehimpulses nach dem Stoß ist zumeinen auf Reibungsverluste beim Kupplungsvorgang zurückzuführen, zum anderen tragenaber auch Verluste infolge der Lagerung der Räder und auch die vom Messgerätnicht registrierbare geringere Drehbewegung des ersten Schwungrads nach dem Stoßzu einer Abnahme dieses Werts bei. Infolge dieser Gründe kann daher anhand der60