3B SCIENTIFIC PHYSICS U52006 Manual De Instrucciones página 3

• Rotationsfrequenz f der Scheibe bestimmen und Dau-
er für einen Präzessionsumlauf T
• Die Beziehung zwischen f und T
Gleichung:
m g R
f =
Dabei ist R der Abstand vom Lagerpunkt der Gyros-
kopachse zum Angriffspunkt der Zusatzmasse m.
• Weitere Messpunkte bei abnehmender Rotationsfre-
quenz erfassen.
• Die Rotationsfrequenz als Funktion der Dauer eines
Präzessionsumlaufs in ein Koordinatensystem auf-
tragen.
• Aus der Steigung a der Geraden kann alternativ zur
oben beschriebenen Methode das Trägheitsmoment
I der Kreisscheibe bestimmt werden:
f =
• Den Versuch mit einem anderen Zusatzgewicht wie-
derholen. Es lässt sich zeigen, dass die Zusatzmasse
annähernd proportional zur Präzessionsfrequenz ist.
Fig. 2: Präzession
5.3 Nutation
• Ziel des Versuchs ist es die Nutation zu demonstrie-
ren und die Abhängigkeit der Nutationsfrequenz von
der Rotationsfrequenz der Scheibe zu untersuchen.
• Gyroskop gemäß Fig. 3 aufbauen und ins Gleichge-
wicht bringen.
• Kreisscheibe per Hand oder mittels der Schnur in Ro-
tation versetzen.
• Durch einen leichten, seitlichen Schlag auf die Gyros-
kopachse wird die Nutation ausgelöst.
• Zur quantitativen Auswertung des Versuchs die Dau-
er einer geeigneten Anzahl von Nutationsumläufen
bestimmen.
• Anschließend die Umdrehungszeit der Kreisscheibe
messen.
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messen.
P
ergibt sich aus der
P
T
π
P
2
4 I
m g R
π
2
4 a
• Weitere Messpunkte bei abnehmender Scheibenfre-
quenz erfassen.
• Die Nutationsfrequenz als Funktion der Rotations-
frequenz der Scheibe in ein Koordinatensystem auf-
tragen.
• Die Nutationsfrequenz ist proportional zur Rotations-
frequenz.
5.4 Aufhebung der Kreiselphänomene
• Die zweite Kreisscheibe und das Kompensationsge-
wicht gemäß Fig.4 auf die Achse schieben. Kreisschei-
be mit dem Sprengring sichern.
• Das Gyroskop ausbalancieren.
• Zusatzmasse anbringen.
• Kreisscheiben per Hand in Rotation versetzen, so dass
sie in gleicher Richtung drehen. Zur besseren Sicht-
barmachung der Drehrichtung kann ein Stück weißes
Papier auf die Kreisscheiben geklebt werden.
• Präzession und Nutation demonstrieren.
• Beide Enden der Schnur werden dann auf die ent-
sprechenden Seiltrommeln in entgegen gesetztem
Wicklungssinn aufgewickelt.
• Nach Ziehen der Schnur rotieren die beiden Scheiben
mit annähernd gleicher Drehzahl jedoch in entgegen
gesetzter Richtung.
• Aufhebung der Kreiselphänomene demonstrieren.
Fig. 4: Aufhebung der Kreiselphänomene
3
Fig.3: Nutation