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Aktuelle Version vom 11. Juli 2011, 16:45 Uhr
Momentangeschwindigkeit
Wenn man die Geschwindigkeit v bestimmen will, die ein Körper genau jetzt im Moment hat, dann kann man das nur sehr schwer direkt messen. Viel einfacher ist es eine Strecke und die dafür benötigte Zeit zu messen.
Wenn man also eine Tabelle mit Weg-Zeit-Werten hat und die Momentangeschwindigkeit in einem bestimmten Zeitpunkt bestimmen will, dann berechnet man einfach die Durchschnittsgeschwindigkeit zwischen dem Zeitpunkt davor und dem danach. Dafür errechnet man die Streckendifferenz und die Zeitdifferenz und bildet den Quotienten. So erhält man ungefähr die Momentangeschwindigkeit zwischen den beiden Zeitpunkten. Je dichter die Zeitpunkte aneinander liegen, desto genauer ist das Ergebnis.
Geräte:
2 Lichtschranken, 1 Zeitmesser, 1 Messwagen, 2 Fahrbahnunterlagen, 1 Gewicht, 1 Schnur, 1 Messwagenaufsatz, 1 Schiene
Nachdem wir den Versuch, wie auf der Versuchsanleitung beschrieben, aufgebaut haben...
Haben wir,wie es auf dem Arbeitsblatt stand, den Messwagen über die Schiene fahren lassen und die Lichtschranken,die an verschiedenen Punkten an der Fahrbahn plaziert standen, haben die Zeit gemessen wie lange der Wagen brauchte um an dem makierten Punkt mit der Lichtschranke vorbei zu fahren.
Messwerte wann der Wagen an bestimmten makierten Stellen auf der Schiene durchgefahren ist:
| in s | 80 | 60 | 40 | 20 | '1' |
|---|---|---|---|---|---|
| Δt1 | 0,023 | 0,013 | 0,011 | 0,009 | 0,009 |
| Δt2 | 0,007 | 0,007 | 0,007 | 0,008 | 0,009 |
| Δt | 0,786 | 0,583 | 0,359 | 0,174 | 0,047 |
| Vm | 81,43 | 61,75 | 44,59 | 22,99 | 0,21 |
| ms | 0,9825 | 0,9716 | 0,8970 | 0,87 | 4,7 |
Dadurch dass am Ende der Schnur,an dem der Messwagen befestigt war,ein Gewicht hing, fuhr der Wagen, wenn man ihn losließ zu Anfang langsamer und erhöhnte das Tempo während der Fahrt. Daraus ergibt sich dass unser Versuch unproportional ist weil die Geschwindigkeit des Wagens zu Anfang nicht dieselbe ist wie wenn er am Ende der Schiene angekommen ist. Die Geschwindkeit verändert sich also.
Gleichförmige Bewegung
Einführung:
Mit dem MECHANIK 3 klassikkannst Du sehr unterschiedliche Arten von Bewgungen kennen lernen. Die einfachste davon ist die gleichförmige Bewegung. Ihr erstes Erkennungsmal ist die Geradlinigkeit der Bahn. Das bedeutet,dass beispielsweise die Kreisbewegung , auch wenn sie mit konstanter Drehzahl abläuft, keine gleichförmige Bewegung ist. Ein weiteres Merkmal der gleichförmigen Bewegung kannst Du mit dem folgendem Experiment selbst herausfinden.
Geräte:
- 1 Digitalzeitmesser
- 2 Fahrbahnunterlagen
- 1 Messwagen
- 1 Messaufsatz
- 2 Lichtschranken
- 4 Füße für Lichtschranken
- 1 Lagerstift
- 1 Prallfeder
Zusätzlich:
- 1 Universalschiene
- 1 Reiter (aus M2)
Aufbau und Durchführung:
➡ Baue den Versuch wie abgebildet auf. Positioniere die erste Lichtschranke genau unter die Fahrbahnmarke "0" , die andere genau unter die Marke "20".
Achte dabei darauf ,dass sich die Kabelausgänge auf der gleichen Seite der Fahrbahn befinden.
➡ Schließe die Lichtschranken an den Zeitmesser an, schalte diesen aber noch nicht ein.
➡ Stecke den Lagerstift auf den Messwagen und darüber den Messaufsatz.
Vorversuch
➡ Stelle den Messwagen in der Fahrbahnmitte auf. Sollte er sich von selbst in Bewegung setzen, so ist die Fahrbahn nicht genau waagerecht. Versuche dann, durch geeignetes Unterlegen von Papier, die Fahrbahn genau waagrecht zu justieren.
