CASSY Lab 2 - Institut für Experimentelle Kernphysik

Zentrifugalkraft (Fliehkraft-Dreharm)
auch für Pocket-CASSY geeignet
Versuchsbeschreibung
CASSY Lab 2
Die auf eine rotierende Masse m wirkende Zentrifugalkraft F wird beschrieben durch F = m·φ 2 ·r (φ: Winkelgeschwindigkeit,
r: Abstand des Masseschwerpunkts von der Drehachse). Dieses Gesetz wird durch Variation der drei Parameter
m, φ und r bestätigt.
Die Zentrifugalkraft F kann durch den Kraftsensor S, ±50 N gemessen werden. Da er Kräfte nahezu nur in einer Richtung
misst, ergibt sich ein sinusförmiger Kraftverlauf, dessen Minima und Maxima der radial gerichteten Zentrifugalkraft
entsprechen.
Benötigte Geräte
1 Sensor-CASSY 524 010 oder 524 013
1 CASSY Lab 2 524 220
1 Kraftsensor S, ±50 N 524 042
1 Fliehkraft-Dreharm 347 211
1 Großer Stativfuß, V-förmig 300 01
1 Stativstange, 10 cm 300 40
1 PC mit Windows XP/Vista/7
Versuchsaufbau (siehe Skizze)
Der Kraftsensor wird horizontal liegend mit der Stativstange möglichst kurz in dem Stativfuß befestigt. Alle Schrauben
fest anziehen! Anschließend wird der Stativfuß mit seinen Stellschrauben horizontal ausgerichtet, sodass der Fliehkraft-Dreharm
möglichst wenig pendelt und auch bei geringer Drehfrequenz mit konstanter Geschwindigkeit dreht.
Versuchsdurchführung
Einstellungen laden
� Massestücke im definierten Abstand (r wird zwischen der Drehachse und der Mitte des Massestückes bestimmt)
auf dem Dreharm festschrauben.
� In Einstellungen Kraft FA1 den Kraftsensor auf → 0 ← setzen.
� Dreharm nahe der Drehachse mit dem Finger in Rotation versetzen und bei Erreichen der Kraft von etwa 5 N
Messaufzeichnung mit starten und alle 5 bis 10 s wiederholen bis die gemessene Kraft etwa 1 N beträgt. Man
erhält eine Schar von Sinuskurven, deren Amplituden kleiner und deren Perioden länger werden. Durch die
Triggereinstellung des Beispiels beginnen alle Kurven im Koordinatenursprung.
Auswertung
Für jede Sinuskurve werden die Periodendauer T und die minimale und maximale Kraft Fmin und Fmax der ersten
Periode durch Anklicken mit der Maus und Ablesen des Tabellenwertes bestimmt und in die Darstellung Eingabe
(mit der Maus anklicken) übertragen. Die Berücksichtigung von Fmin und Fmax gleicht eventuelle Ungenauigkeiten bei
der Aufstellung oder der Nullpunkteinstellung des Kraftsensors aus.
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