Aufgaben zum Fadenpendel - lehrer.uni

LGÖ Ks
Ph 12 4-stündig
18.07.2011
Hausaufgaben zu: Fadenpendel
Von Reibungskräften wird abgesehen, und die Masse des Fadens bzw. Seils wird vernachlässigt.
1) An einem Seil hängt ein Körper der Masse 5 kg. Das Pendel wird um 15° ausgelenkt.
a) Berechne den Betrag der Rückstellkraft.
b) Mit welcher Kraft wird das Seil gespannt?
2) Fülle die Tabelle aus und runde dabei auf drei geltende Ziffern.
0°
5°
10°
20°
Winkel ϕ
30°
ϕ im Bogenmaß
sin ϕ
Ergebnis: Für kleine Winkel ϕ (im Bogenmaß!) gilt:
3) Eine mechanische Standuhr hat ein sog. Sekundenpendel, das einmal pro Sekunde die
Gleichgewichtslage durchläuft.
Welche Periodendauer hat ein Sekundenpendel?
Berechne die Länge eines Sekundenpendels.
4) An einem Ort mit unbekannter Fallbeschleunigung hat ein Fadenpendel die Periodendauer
1,91 s. Verlängert man den Faden um 39,6 cm, dann beträgt die Periodendauer 2,29 s.
Berechne die Fallbeschleunigung an diesem Ort.
Hinweis: Betrachte die Differenz der Quadrate der Periodendauern.
5) Eine Pendelkugel hängt an einem 1,5 m langen Seil. 60 cm unterhalb der
Aufhängung des Seils befindet sich ein Hemmungsstab (siehe Abbildung).
Berechne die Periodendauer dieses sog. Galilei-Hemmungspendels.
6) An zwei Fäden, die beide 50 cm lang sind, ist jeweils eine kleine Kugel
befestigt. Die linke Kugel wird um 10° ausgelenkt, und die rechte Kugel wird
um 20° ausgelenkt (siehe Abbildung).
Beide Kugeln werden zum selben Zeitpunkt losgelassen. Wann und wo treffen
sich die Kugeln?
7) Ein Fadenpendel der Länge 70 cm wird um 10° ausgelenkt.
a) Um welche Höhe wird der Pendelkörper dabei angehoben?
Welche Auslenkung erfährt der Pendelkörper dabei?
b) Der Pendelkörper wird losgelassen. Berechne auf zwei verschiedene Arten, mit welcher
Geschwindigkeit der Pendelkörper durch die Gleichgewichtslage geht.
c) Der Pendelkörper hat die Masse 300 g.
Wie groß ist die Kraft, mit der der Faden während der Schwingung maximal belastet wird?
Abituraufgaben (nach Stark-Heft 2011)
Aufgabe 2 (Fadenpendel, Schwingkreis; Abi Gk 2002) a), b)
Abitur 2004 Aufgabe I a)
13a_auf_fadenpendel