Anleitung zur Durchführung des Online-Experiments
Bevor Sie mit der Durchführung des Cavendish-Experiments mit unserer websteuerbaren Gravitationsdrehwaage beginnen, müssen Sie sich zunächst auf der Seite Versuch starten mit den Ihnen nach Ihrer Registrierung per E-Mail übermittelten Zugangsdaten anmelden.
Sobald Sie sich an dem von Ihnen reservierten Tag zwischen 00:00 und 24:00 Uhr angemeldet haben, erscheinen unter Ihren Anmeldedaten drei Buttons, die Sie für den webgesteuerten Versuchsstart benötigen. Jetzt können Sie das Online-Experiment durchführen. Dafür sind drei Schritte vorgesehen:
1. Versuch starten: Drehung der großen Kugeln
- Vergessen Sie bitte nicht, zunächst die Strahler mit Hilfe des Buttons Licht an einzuschalten, auch wenn Sie den Versuch tagsüber ausführen.
- Um den Versuch selbst in Gang zu setzen, betätigen Sie den Button Versuch starten. Damit werden die großen Kugeln in die jeweils andere Position gedreht und das Torsionspendel beginnt zu schwingen.
2. Versuch beobachten: Bewegung der Lichtmarke
- Auf der Seite Versuch starten können Sie zum einen auf dem von der Webcam 2 gesendeten Bild die Bewegung der Lichtmarke (roter Leuchtfleck) auf der Skala live verfolgen.
- Außerdem wird unter diesem Bild während des Versuchs aus den von der optoelektronischen Skala gelieferten Messwerten ein Weg-Zeit-Diagramm mit den Skalenpositionen der Lichtmarke erstellt.
Auch diese Messwertaufzeichnung können Sie nahezu in Echtzeit (bei geringer Verzögerung) verfolgen. Zudem werden bei der Berührung einzelner Punkte des Graphen mit dem Cursor die jeweiligen Wertepaare (x-Wert und Zeit-Wert) angezeigt. Die Messwerte werden in Abständen von 10 Sekunden aktualisiert. Diese Form der Aufzeichnung des Versuchs endet nach 50 Minuten bzw. 3000 Sekunden.
3. Messdaten herunterladen und auswerten
- Nach Beendigung der 50-minütigen Aufzeichnung des Versuchs stehen die Messwerte des Weg-Zeit-Diagramms der Bewegung der Lichtmarke auf der Skala auf der Seite Messergebnisse in Form einer Excel-Tabelle und als x-t-Linien-Diagramm zur Verfügung. Sie können die Excel-Datei GravMesswerte.xls herunterladen und für weitere Auswertungen wie z. B. die Bestimmung der Gravitationskonstanten G nutzen. Vor dem Download sollten Sie die das aktuelle Browserfenster aktualisieren (meistens mit der Funktionstaste F5).
- Es empfiehlt sich zur vollständigen Dokumentation des Versuchs, während der Versuchsdurchführung die Webcam-Bilder der Kugelpositionen und der Skala von der Seite Versuch starten sowie das Weg-Zeit-Diagramm von der Seite Messergebnisse gegen Ende der Aufzeichnung entweder als Screenshot zu speichern oder über die Druckfunktion des Browsers in Papierform auszudrucken oder als pdf-Datei zu speichern.
- Weitergehende Informationen können Sie dem Merkblatt zur Auswertung entnehmen. Dort finden Sie u.a. Hinweise zur Verwendung der Messdaten für die Bestimmung der Gravitationskonstanten G.
Freilich können Sie diese oder auch andere Seiten jederzeit auch als HTML-Datei mit der Webseiten-Speicherfunktion Ihres Browsers (meistens Seite speichern unter im Menü Datei) für eine weitere Auswertung sichern.
Downloads und Links
- Versuchsanleitung zur Anordnung und Durchführung unseres Online-Versuchs
- Kurzanleitung zur Versuchsauswertung: Verwendung der Messdaten zur Bestimmung der Gravitationskonstanten G.
Ausführliche Hinweise zur Auswertung der im Versuch ermittelten Messdaten zur Bestimmung der Gravitationskonstanten G. - Auswertungstool: Excel-Tabelle für eine automatisierte Berechnung der Gravitationskonstanten G mit den online erzielten Messergebnissen
- Video-Empfehlung: Wolfgang Rueckner von der Harvard University erläutert in dem Video Cavendish Gravity Experiment sehr anschaulich die Endausschlagmethode mit einer Torsionsdrehwaage, die der unseren sehr ähnlich ist.