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FAKULTÄT FÜR PHYSIK
Arbeitsgruppe Didaktik der Physik
Experimentelle Seminare
MWE Station 4: Zeitgesteuerte Messungen mit Cobra und Measure Aufzeichnung von Spannungssignalen verschied. Sensoren
Bei allen Versuchen dieser Station werden zeitabhängige Spannungssignale in zeitgesteuerten Messungen aufgezeichnet. Im Einzelnen sind das die Aufzeichnung
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der Induktionsspannung, welche erzeugt wird, wenn ein Magnet mehrere Hintereinandergeschaltete Spulen durchfällt,
die Aufzeichnung einer Federpendelschwingung mit Hilfe der Spannung, die ein Kraftsensor liefert,
und schließlich die Aufzeichnung eines Bewegungsvorganges mit Hilfe eines Beschleunigungssensors.
Die Erfassung der Daten erfolgt mit Hilfe der Messwerterfassungssoftware Measure sowie den Modulen des Messwerterfassungssystems Cobra. Das Interface und die Sensoreinheiten von Cobra sind auf die
Software Measure abgestimmt.
In unserem Fall kommuniziert Cobra drahtlos mit dem PC. Die Funk-basierte Kommunikation zwischen dem PC und den Sensor-Einheiten leistet der Cobra4 - Wireless Manager1) in Verbindung mit
dem Cobra 4 - Wireless-Link2). Die Sensor-Einheiten werden mit dem Wireless-Link verbunden3).
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1. Aufzeichnung einer Induktionsspannung
Ein Magnet durchfällt ein sog. Fallrohr, um das in festen
Abständen sechs hintereinandergeschaltete Spulen gewickelt
sind. Die induzierte Spannung wird mit dem Spannungseingang eines U-I-Sensors von Cobra aufgezeichnet.
Starten Sie das Programm Measure und stecken Sie den
Wireless-Manager in eine freie USB-Buchse.
Verbinden3) Sie die Sensor-Einheit Electricity4) mit dem
Wireless-Link2) und drücken Sie dann auf den grünen Einschaltknopf
auf der Oberseite des Links.
Wenige Sekunden nachdem Sie den Wireless-Link eingeschaltet haben, erkennt das Programm die angeschlossenen
Sensoren und öffnet den Navigator (vgl. Bild kommende Seite). Die angeschlossenen Komponenten von Cobra, hier der
Wireless-Manger und der U-I-Sensoren mit den Sensoren für
s:\uni\ag didaktik - expsem\01e_mwe_expsem_anleitungen_materialien\mwe
im expsem_stationen_neu\mwe_st04_zeitgesteuerte messungen mit cobra und
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U und I, werden im Fenster Übersicht angezeigt. Gleichzeitig wird eine Reihe anderer Fenster geöffnet.
Über den Reiter Allgemeine Einstellungen kommt man zu
einem Dialogfenster zur Einstellung der Parameter für den Verlauf
der Messung.
Mit einem Doppelklick auf das Spannungssymbol
kommt man in ein Dialogfenster in dem die notwendigen Einstellungen für den Spannungs-Messkanal
vorgenommen werden. Gleiches gilt für die Stromaufzeichnung.
Fakultät für Physik – AG Fachdidaktik Physik – J. R.
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Gestartet wird eine Messung mit dem Botton
.
Zeichnen Sie nun die Induktionsspannung und den Induktionsstrom auf, wenn der Magnet das Fallrohr einmal durchfällt. Probieren Sie solange, bis Sie geeignete Einstellungen gefunden haben.
2. Messungen mit dem Kraftsensor
Zeichnen Sie die Schwingung eines Federpendels mit Hilfe des Kraftsensors “force 4N“ (Messbereich -4N bis +4N) auf!
Zeigen Sie, dass die Schwingungsfrequenz unabhängig von der Amplitude der Schwingung und von der Masse des schwingenden Körpers ist!
3. Messungen mit dem Beschleunigungssensor
(a) Machen Sie einen Sprint durch den Gang und zeichnen Sie die Funktion
a(t) auf. Errechnen Sie v(t) und x(t) durch numerische Integration.
(b) Nehmen Sie die Schwingung eines Federpendels mit Hilfe eines Beschleunigungssensors auf. Bestimmen Sie aus den gemessenen Daten die Eigenfrequenz und die Federkonstante!
Sind Sie findig aber bitte gleichzeitig vorsichtig, wenn Sie die Verbindung aus
gungssensor und Wireless-Link an der Spiralfeder und evtl. auch an Ihrem Körper
gen, damit die Sensoren nicht auf den Boden prallen. den
niti-
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