Kinematik

Bewegungen mit konstanter Beschleunigung

Die folgenden Experimente beziehen sich auf den Abschnitt Bewegungen mit konstanter Beschleunigung Bewegungen.


Kugeln auf der Murmelbahn

Material:

  • Zwei Holzleisten (je \unit[2]{m}) mit eingefräster Rille und Steckverbindung
  • Verschieden schwere, ungefähr gleich große Kugeln (Holz, Glas, Stahl, Blei, Kunststoff)
  • Auffang-Box
  • Stoppuhr
  • Messtabelle
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SVG: Murmelbahn (gerade)

Durchführung:

  • Verbinde beide Holzleisten mit dem Steckverbinder. Baue die Murmelbahn mittels geeigneter Unterlagen so auf, dass sie leicht schräg verläuft (ca. 30\degree) und keinen Knick aufweist. Positioniere die Auffang-Box am unteren Ende der Murmelbahn.
  • Lasse eine Murmel die ganze Strecke der Murmelbahn hinunter rollen. Stoppe die dafür benötigte Zeit t und notiere den Messwert in der Tabelle.
  • Wiederhole das Experiment mit unterschiedlich schweren Kugeln. Notiere die jeweils benötigten Zeiten ebenfalls in der Messtabelle.
  • Wiederhole das Experiment, indem du die Kugeln aus halber Höhe bzw. aus einem Viertel der Höhe starten lässt.
  • Vergleiche die Zeiten miteinander, welche die Kugeln zum Durchlaufen der jeweiligen Streckenlängen benötigt haben. Was stellst Du dabei fest?
  • Lockere die Steckverbindung. Baue die Murmelbahn durch geeignete Unterlagen so auf, dass du einen “Knick” in der Mitte erzeugen kannst. Wann ist die Kugel schneller: Wenn sie das steile Teilstück vor dem flachen, oder wenn sie das flache Teilstück vor dem steilen durchläuft?

Kugeln im freien Fall

Material:

  • Eine Holzkugel
  • Eine Stahlkugel mit gleichem Radius
  • Ein Bleistift

Durchführung:

  • Lege die beiden gleich großen, aber unterschiedlich schweren Kugeln an den Rand einer Tischplatte und halte sie leicht fest, indem Du mit einem Finger auf sie drückst.
  • Bewege mit der anderen Hand den Bleistift an die Kugeln heran, so dass der Bleistift parallel zur Tischkante ausgerichtet ist.
  • Schiebe mit Hilfe des Bleistifts beide Kugeln möglichst gleichzeitig von der Kante. Achte dabei darauf, ob eine der beiden Kugeln zuerst unten ankommt. Hörst Du einen gemeinsamen oder zwei nacheinander folgende Aufprall-Geräusche?
  • Wiederhole den Versuch mehrfach und achte dabei darauf, dass jeweils beide Kugeln möglichst gleichzeitig von der Tischkante starten. Was stellst Du fest?

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