Versuchsdurchführung
An einer Fahrradfelge sind Schnüre verschiedener Länge mit unterschiedlichen Massen angebracht. Die Fahrradfelge in einer horizontalen Ebene von einem Motor angetrieben.
Dabei lassen sich folgende Beobachtungen machen:
1. Der Ausstellwinkel \(\alpha\) wächst mit der Kreisfrequenz \(\omega\)
2. Der Ausstellwinkel \(\alpha\) wächst mit der Länge der befestigten Schnur L
3. Der Ausstellwinkel \(\alpha\) ist unabhängig von der Masse m
Erklärung
Anhand des Kräfteparallelogramms lassen sich die Abhängigkeiten des Ausstellwinkel \(\alpha\) wie folgt ableiten:
\(F_g = m\cdot g\)
\(F_Z = m{\omega}^2 r=m{\omega}^2 \left( R+L\cdot sin(\alpha ) \right) \)
\(\longrightarrow tan(\alpha ) = \frac{m{\omega}^2 \left( R+L\cdot sin(\alpha ) \right) }{mg} \)
\(\longrightarrow \alpha = f\left( L,\omega \right) \)