Die Schwingung eines Federpendels lässt sich durch die Sinusfunktion beschreiben. Mit diesem Versuchsprogramm ist es möglich, die Rotation eines Schrittmotors auf die Bewegung eines Pendels zu synchronisieren, um diese Tatsache plausibel darzustellen.

Wichtiger Hinweis: Die Mini-DIN8-Kabel sind sehr empfindlich. Stecke sie vorsichtig und mit dem Pfeil nach oben in die Buchsen! Kabel dürfen nur angeschlossen oder herausgezogen werden, solange die Geräte nicht an eine Stromversorgung angeschlossen sind!

Benötigte Materialien

Zur Durchführung der Messung benötigst du Folgendes:

• Das Grundgerät
• zwei Mini-DIN8-Kabel
• eine Lichtschranke
• Schrittmotortreiber mit Netzteil und „Zeiger“
• ein USB-Netzteil mit Micro-USB-Kabel
• Stativmaterial mit Federpendel

Vorbereitung der Messung

Zum Aufbau des Versuches wird die Lichtschranke an Port A des Grundgerätes angeschlossen und so positioniert, dass das Federpendel frei in es hineinschwingen kann. Dabei soll das Massestück die Lichtschranke nicht vollständig durchqueren.

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Nun wird der Schrittmotortreiber mit Port B des Grundgerätes und dem Schrittmotor verbunden. Der Zeiger wird auf die Motorachse gesteckt, um die Drehung des Motors (auch unter Zuhilfenahme einer Lichtquelle und eines Schirms) sichtbar zu machen.

Abschließend wird zuerst der Schrittmotortreiber und dann das Grundgerät über das jeweils geeignete Netzteil mit einer Betriebsspannung versorgt.

Durchführung

Zur Durchführung wird der Zeiger am Motor von Hand nach unten gedreht und das Versuchsprogramm über „2. Mechanik II“ → „6. Synch. eines Motors auf ein Pendel“ ausgewählt.

Nun wird das Pendel ausgelenkt und losgelassen. Das System beginnt sofort mit der Ermittlung der Periodendauer des Pendels. Die kann einige Zeit dauern, da so lange gemessen wird, bis sich ein stabiler Wert ergibt. Ist er ermittelt, so beginnt sich der Motor synchron zur Schwingung zu drehen. 

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