Physikpraktikum in Klasse 9
Versuchsanleitung
M1 Geradlinige Bewegungen
Aufgabe:
Untersuche durch Weg- und Zeitmessung, welche Bewegung eine Kugel ausführt, die eine geneigte Ebene hinabrollt!
Untersuche durch Weg- und Zeitmessung, welche Bewegung die Kugel ausführt, wenn sie auf einer waagerechten Schiene rollt!
Vorbetrachtung:
Die Mechanik ist das Teilgebiet der Physik, mit dem du täglich unbewußt den ganzen Tag zu tun hast. Indem du dich bewegst, führst du mechanische Bewegungen aus. Heute sollst du dich einmal näher mit zwei verschiedenen Bewegungsarten vertraut machen. Meist sind die Bewegungen, die wir täglich ausführen viel komplizierterer Art. Die Physiker haben diese komplizierten Bewegungen, zum Bsp. beim Gehen, beim Laufen, beim Sporttreiben usw., in leicht überschaubare und mathematisch berechenbare Einzelbewegungen zerlegt. So kann man zum Bsp. die Fahrt einer Straßenbahn in geradlinige oder krummlinige Bewegungen zerlegen, wenn man die Bahnform als Grundlage nimmt. Wenn du die Geschwindigkeit als Einteilungsgrundlage nimmst, so kann diese im Verlauf der Zeit gleich bleiben oder sich ändern.
Mach dich mit den, die Bewegung beschreibenden, Fachbegriffen aus der beiliegenden Übersicht vertraut!
Welche Eigenschaften hat die
a)Geradlinige gleichförmige Bewegung
b)Geradlinig gleichmäßig beschleunigte Bewegung?
Suche aus dem Tafelwerk das Weg-Zeit-Gesetz und das Geschwindigkeits-Zeit-Gesetz der Bewegungen von 2. heraus!
Übertrage die Messwerttabellen!
Messwerttabellen:
| Ablauflänge in m | Ablaufzeit in s | Mittelwert der Ablaufzeit | Beschleunigung in m/s² | Endgeschwindigkeit in m/s |
| 0,50 | ||||
| 1,00 | ||||
| 1,50 | ||||
| 2,00 | ||||
| Ablaufstrecke in m | Weg auf Waagerechter in m | Ablaufzeit in s | Mittelwert der Ablaufzeit | Geschwindigkeit in m/s |
| 2,00 | 0,20 | |||
| 2,00 | 0,40 | |||
| 2,00 | 0,60 | |||
| 2,00 | 0,80 | |||
| 2,00 | 1,00 | |||
Experimentieranordnung:
Durchführung:
zu Aufgabe 1.
Auf einer geneigten Ebene rollt eine Kugel herunter. Aus deiner persönlichen Erfahrung vom Fahrradfahren weißt du, dass du beim Herunterfahren von einem Berg immer schneller wirst. Wie wird sich die Kugel verhalten? Welche Bewegung führt sie aus?
Miss die Ablaufzeiten der Kugel von der Ablauflänge von 0,50m,
1,00m, 1,50m und 2,00m jeweils dreimal und ermittle den Mittelwert!
Auswertung:
zu Aufgabe 1
Zeichne das Weg-Zeit-Diagramm!
Berechne die Beschleunigung a mit der Gleichung a = 2s / t²! Trage die Ergebnisse in die Tabelle ein!
Vergleiche die Beschleunigungen!
Berechne die Endgeschwindigkeit v mit der Gleichung
v =
!
Trage die Ergebnisse in die Tabelle ein!
Zeichne ein Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm!
Formuliere ein Ergebnis! (Eine Kugel die eine geneigte Ebene herabrollt führt eine ........Bewegung aus!)
Durchführung:
zu Aufgabe 2
Die Kugel rollt auf der waagerechten Schiene weiter. Miss für die Wege 0,20m, 0,40m, 0,60m, 0,80m und 1,00m die Zeiten jeweils dreimal und ermittle den Mittelwert! (Beachte, dass du die Kugel immer vom selben Punkt aus rollen läßt!) Trage die Ergebnisse in die Tabelle ein!
Auswertung:
Zeichne das Weg-Zeit-Diagramm!
Berechne die Geschwindigkeit v mit der Gleichung v = s / t (t Mittelwert)! Trage die Ergebnisse in die Tabelle ein!
Vergleiche die Geschwindigkeiten!
Zeichne das Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm!
Formuliere ein Ergebnis! (Die Kugel führt auf der waagerechten Schiene eine ......Bewegung aus!)
Autoren: Hans-Jörg Hain, Sabine Fugmann; 43. Schule - Sportmittelschule - Leipzig
