Metrologie 6.2: Zeitmessung: Die Periode des Pendels.

Zum Experiment Metrologie 6.2: Zeitmessung: Die Periode des Pendels.

Zeitmessung ist ein wichtiges Thema, denn Zeit kann gefühlter Weise ganz unterschiedlich schnell vergehen: ob Hausaufgaben oder ein Kinobesuch.

Eine berühmte Uhr ist die Pendeluhr. Wie man mit einem Pendel die Zeit messen kann, können die Kinder leicht selbst ausprobieren. Dabei entdecken wir Überraschendes: Pendel mit der gleichen Fadenlänge aber unterschiedlichem Gewicht schwingen gleichartig nebeneinander her. Ein kürzeres Pendel dagegen schwingt öfter pro Zeit hin und her als ein längeres. Mit der Anzahl der Schwingungen eines Pendels kann man Zeit messen!

Beschreibung


Material für die Kinder:Das Material für dieses Experiment.

  • Lange Stange (z. B. Besenstiel)
  • Bindfäden
  • Büroklammern
  • Muttern
  • Klebeband


Material für den Betreuer:

  • eine Stoppuhr
  • zwei gleichhohe Tische oder Stühle um die Stangenenden zu lagern. Gegen Herunterfallen sichern!

 

Wir knoten aus dem Faden drei kleine Schlingen (um den Stab) und kleben diese fest, damit sie nicht verrutschen. Die Büroklammern werden in die Schlingen als Haken eingehängt. Daran lassen sich die aus langen Schlingen und Muttern gefertigten Pendel (die frei hängen müssen) befestigen.

Verwende gleichlange Pendel mit unterschiedlichen Gewichten und gleiche Gewichte mit unterschiedlichen Pendellängen

Verwende gleichlange Pendel mit unterschiedlichen Gewichten und gleiche Gewichte mit unterschiedlichen Pendellängen (z. B. 20 cm und 80 cm). Was beobachtest Du?

Ergebnis: Pendel mit der gleichen Fadenlänge aber unterschiedlichem Gewicht schwingen gleichartig nebeneinander her. Ein kürzeres Pendel dagegen schwingt öfter pro Zeit hin und her als ein längeres.

Wir ermitteln die Anzahl der Schwingungen pro Minute, z. B.:

Pendellänge 20 cm 80 cm
Schwingungen pro Minute 60 15

Das bedeutet auch: Mit der Anzahl der Schwingungen eines Pendels kann man Zeit messen. Unser Pendel ist eine Pendeluhr!

Beobachte ein einzelnes Pendel genauer: Die Auslenkung des Pendels, die Amplitude, nimmt mit zunehmender Schwingungsdauer ab. Irgendwann steht das Pendel still. Wie kommt das? Denke an die Reibung! Warum schwingt das Pendel überhaupt? Denke an Energie und Impuls!

Film: Im Untericht

Film: Das Experiment

Film: Die Erklärung

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