Zitat von Roland im Beitrag #12meistens folgen derartige Vorgänge einer e-Funktion. Das Auflegen eines Gewichtes auf den Regulierteller sollte sich aber ohne Einschwingvorgang direkt ab der nächsten Schwingung auswirken, da hierbei weder die Amplitude noch sonst etwas verändert wird.
Dem zweiten Teil widerspreche ich.
Ein aufgelegtes Stück Masse muss erst beschleunigt werden. Die Energie dazu wird dem Pendel entzogen. Folglich reduziert sich sofort die Amplitude. Wenn die Antriebsimpulse für das Pendel einen konstanten Energieinhalt besitzen, wird die Amplitude tatsächlich mit einer exponentiellen Kurve den Wert einnehmen, der das Gleichgewicht zwischen zugeführter und Verlustenergie bestimmt. Genau betrachtet, wird dieser Wert nie erreicht.
Die Kurvenform dieser Annäherung wird anders aussehen, wenn der Energieinhalt der Antriebsimpulse auf irgendeine Art verändert wird. Ich hatte beispielsweise eine Amplitudenregelung vorgeschlagen, bei welcher der Antriebsimpuls ab einer bestimmten Amplitude unterdrückt wird. Dann würde bis zum Erreichen dieses Abschaltpunktes die Amplitude mit einer Exponential-Kurvenform ansteigen. Danach würde sich die Amplitude ohne Antriebsimpulse mit einer e-Funktion wieder verringern, aber mit einem anderen Anstieg. Wenn sich das Pendel einer solchen Anordnung eingelaufen hat, wird die Amplitude in grober Näherung einen Dreiecksverlauf besitzen.
Um auf die Ausgangsfrage von Ogni zurück zu kommen, aus meiner Sicht müsste die Einlaufkurve exponentiellen Charakter haben, so wie es auch der andere Roland schon erwähnte.
Zitat von Enno im Beitrag #14 Ein aufgelegtes Stück Masse muss erst beschleunigt werden. Die Energie dazu wird dem Pendel entzogen. Folglich reduziert sich sofort die Amplitude.
wenn man das Gewicht im Umkehrpunkt auflegt, muss es nicht beschleunigt werden. Die Energie wird als Lageenergie zugeführt, weil das Gewicht am höchsten Punkt der Bewegung aufgelegt wird. Ich bin davon ausgegangen, dass man die Gewichte auflegt, wenn sich das Pendel im Umkehrpunkt befindet und die Geschwindigkeit 0 hat. Da ich keine Uhr mit Regulierteller besitze, weiß ich natürlich nicht, ob man das in der Praxis so erwischt. Wenn man das Pendel dabei berührt, ist der ungestörte Gang wohl futsch, insbesondere beim Herunternehmen eines Gewichtes wird man vermutlich in irgendeine Richtung etwas schieben.
das ist immer noch derselbe Gedankengang, der mir etwas zu oberflächlich erscheint.
Auch wenn die Zusatzmasse im Umkehrpunkt aufgelegt wurde, muss von da an nicht nur die Pendelmasse, sondern auch die Zusatzmasse beschleunigt werden.
Befände sich die Zusatzmasse genau im Massenschwerpunkt des Pendels, so wäre ihr Einfluss am geringesten. In erster Näherung zum idealen Pendel würde sich nichts ändern, da spielt die Masse ja keine Rolle. Tatsächlich würde nur das zusätzliche Trägheitsmoment die Pendelfrequenz etwas veringern, weil etwas Energie benötigt wird, die zusätzliche Masse in Rotation zu versetzen, abzubremsen und in die Gegenrichtung zu drehen.
An jeder anderen Stelle bewirkt die aufgelegte Masse zusätzlich eine Verschiebung des Massenschwerpunkts. Dann wird die Änderung der Pendelfrequenz sowohl von der Änderung des Trägheitsmoments als auch von der Änderung der wirksamen Pendellänge beeinflusst.
Das schwingende System des Pendels wird stets beeinflusst, wenn sich Masse oder Massenverteilung ändern.
Diese Überlegungen kann man sich bei Gebrauchsuhren meist sparen. Bei PPU fallen sie allerdings ins Gewicht.
Zitat von Roland im Beitrag #12Das Auflegen eines Gewichtes auf den Regulierteller sollte sich aber ohne Einschwingvorgang direkt ab der nächsten Schwingung auswirken, da hierbei weder die Amplitude noch sonst etwas verändert wird.
Das wirksame Wort hier ist "sollte". Praktisch muss ich nach dem Aufliegen eines Gewichts mehrere Stunden warten bis ich ein stabilen Gang habe.
Don
Da du von Gang sprichst, gehe ich von einem praktischen und keinem experimentellen Pendel aus? Wie misst du das? Und was verstehst du unter "stabilen Gang" bei einer Pendeluhr genau?
Zitat von HermannH im Beitrag #19Wie misst du das? Und was verstehst du unter "stabilen Gang" bei einer Pendeluhr genau?
Hi Hermann ! Ich habe ein Messeinheit gebaut was jede Schwingung von der Pendel misst. Die Daten sehen aus wie in diesem Beitrag: [PU1] Mein 8-Tage PU, Erste Schritte (5)
RateM ist der Gang der letzten Minute (30 Schwingungen), RunningHour ist der Gang der letzte Stunde kalkuliert jede Minute. Mann sieht hier ganz deutlich z.B. das während die ersten ~6 Stunden (~20'000 seconds) das Pendel noch am einschwingen ist. Die theoretische Einschwingzeit für ein Pendel mit ein Q von 10'000 wie meine ist ~5.5 Stunden. "Stabilen Gang" ist für mich in ein eingeschwungener Zustand. Mein Pendel wird zur Zeit Umgezogen. In ein oder zwei Wochen werde ich Messungen machen können was passiert wenn ein Gewicht auf dem Teller plaziert wird. Es wird interresant, ich kann ja die Daten für jede einzelne Schwingung herausführen. Don
Il ne faut pas rouler vite... il faut freiner tard
Zitat von HermannH im Beitrag #19Wie misst du das? Und was verstehst du unter "stabilen Gang" bei einer Pendeluhr genau?
Hi Hermann ! Ich habe ein Messeinheit gebaut was jede Schwingung von der Pendel misst. Die Daten sehen aus wie in diesem Beitrag: [PU1] Mein 8-Tage PU, Erste Schritte (5)
RateM ist der Gang der letzten Minute (30 Schwingungen), RunningHour ist der Gang der letzte Stunde kalkuliert jede Minute. Mann sieht hier ganz deutlich z.B. das während die ersten ~6 Stunden (~20'000 seconds) das Pendel noch am einschwingen ist. Die theoretische Einschwingzeit für ein Pendel mit ein Q von 10'000 wie meine ist ~5.5 Stunden. "Stabilen Gang" ist für mich in ein eingeschwungener Zustand. Mein Pendel wird zur Zeit Umgezogen. In ein oder zwei Wochen werde ich Messungen machen können was passiert wenn ein Gewicht auf dem Teller plaziert wird. Es wird interresant, ich kann ja die Daten für jede einzelne Schwingung herausführen. Don
Das sind interessante Daten! Ich dachte immer, das ein Pendel je nach Beschaffenheit und Länge schon nach ein paar Minuten diesen Zustand erreicht. Es wäre auch interessant zu sehen, wie sich die Daten bei Vakuum, stabiler Auflage und gleichbleibender Temperatur ändern.
Danke, Don Corson viele Antworten, die ich bekam, sind leider oft recht allegemein. Danke für Deinen Lit. Verweis und die darin zu findende Kurve. Jeder "Systemeinlauf" ist nun mal eine 1-exp(-at) Kurve, ich hatte aber mit Regression die besten Annäherungen mit t² (sec-Abweichg. über Zeit-min) gefunden und wurde "nervös"...vielleicht fehlt mir noch die Geduld, länger zu warten. Ich habe das Pendel noch nicht auf exakt t=2s gstellt: die Regressionsrechnung versagt dann...ein bisschen Anstieg ist ja die gleiche Physik.
Nochmals DANK!
Z.Zt. plane ich für die nächsten "Jahrhunderte" ein Doppelpendel, bei dem ein Pendel angeregt wird und das Doppelpendes synchronisiert (eine gemeinsame Aufhängungseinheit)...alles in der Lit. schon mal dagewesen.... aber sich praktisch daran versuchen reizt den Exp.Physiker schon sehr!
Nicht nervös werden, du bist ganz am Anfang. Genau messen und versuchen zu verstehen was herauskommt. Mir scheint die einfache Gang über Zeit Darstellung am günstigsten zu sein um zu sehen was los ist. Das schöne an dieser Arbeit ist das es einem zwingt ruhig und gedudig zu werden. Don
Il ne faut pas rouler vite... il faut freiner tard
Zitat von DonCorson im Beitrag #20In ein oder zwei Wochen werde ich Messungen machen können was passiert wenn ein Gewicht auf dem Teller plaziert wird.
Jetzt ist es so weit! Und vielen Dank an Hermann mit sein Einwurf das die Gang-Änderungen mehr oder weniger sofort passieren was mich veranlasst hat diesen Test zu machen.
In dem Grafik unten sehen wir die Ergebnisse. Hier sehen wir den Gang und die Amplitude meiner Pendel dargestellt über die Zeit. Gelb ist der Gang in Sekunden/Tag mit Skala rechts, rot ist die Amplitude in ° mit Skala links. Bei ~Sekunde 270'000 sehen wir die Auswirkungen auf den Gang von ein Sturm was durch die Gegend gezogen ist. Bei ~340'000 habe ich ein 10 gram Gewicht von dem Teller weggenommen, wir sehen eine sofortige Änderung der Gang ohne erkennbare Amplitudenänderung. Bei ~355'000 wurde das Gewicht wieder darauf darauf gelegt. Ob die Amplitudenänderung von dem Zusatzgewicht oder eine ungeschickte drauflegen gekommen ist kann ich nicht sagen. Bei ~400'000 habe ich das Pendel leicht angeschüppst, bei ~430'000 das Pendel leicht angehalten.
Super, danke für Deine Messungen! Ich war auch der gleichen Meinung wie Hermann, dass der Gang sich sofort ändern muss. So kann man es der Theorie entnehmen, aber eigene Messungen habe ich nicht, und deshalb lieber nicht ins Blaue spekuliert.
Zur Amplitude: die nimmt schnell wieder ihren alten Wert ein. Hast Du eine Regelung der Amplitude implementiert?
Gruß, Frank ______________ Fliegeruhren - Hanhart Vintage Service PCZW - PC Zeitwaage der Profis
Zitat von praezis im Beitrag #27Zur Amplitude: die nimmt schnell wieder ihren alten Wert ein. Hast Du eine Regelung der Amplitude implementiert?
Nein, da ist keine Reglung implementiert, das ist der einfache Sprungantwort. Hier messe ich 4 Stunden, deutlich weniger als bei den letzten Messungen (5.3Std). Ich vermute das liegt an der Tatsache, dass der Pendel jetzt in ein geschlossene Gehäuse ist was vorher nicht der Fall gewesen ist. Ich muss nochmal das Qualitätsfaktor messen. Ich schätze das mit das Pendel im Gehäuse werde ich ungefähr 8'000 sehen und nicht die 10'000 die ich ohne Gehäuse gesehen habe.
Ich könnt natürlich eine Amplituderegelung implementieren, will aber erstmal die Temperature- und Luftdichte-kompensation endgültig hinkriegen ohne andere Zusatzeinflüsse.
Don
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Hallo, meine Helfer alle und besonders Don: Schließe den Versuch "Sekundenpendel mit magnet. Impuls" erst mal ab. Bin gelandet bei Standardabweichung von Regressionsgeaden von +/- 0,9 s (nach 40 Tagen Messzeit und 500 Stichproben). Habe noch "tagesproportionale" - Schwanlkungen, die ich nicht abkompensieren kann trotz dT = +/- 2 K, dU(Magnet)= +/-0,05V bei 12V, abgedunkelten Lichtschranken und allerlei anderen Maßnahmen. Nun ist ca. 1 s für ein "Erstlingswerk" ja auch was... Neuer Plan: 2 gegenläufige Pendel mit "Schwerkraft"-Impuls: Frei abfallende Metallkerne aus Hubmagneten (12V, Miniaturbauform, Kernmasse ca. 3g) sollen unabhängig von Magnetfeldeinflüssen (Form, Intensität, Remanenz,...) machen.
Wünscht mit Glück...ich stellen den Bauplan mal vor. Interessenten am abgeschlossenen Versuch: steinhauer.steini@t-online.de - Unterlagen anfordern!
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31.12.2016 11:17
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