Versuchsvorbereitung

Kennen Sie die einzelnen Bestandteile des Versuchsaufbaus? Beginnen Sie mit der Beschriftung.

Befassen Sie sich mit dem Versuchsaufbau, indem Sie mit dem Cursor über die einzelnen Elemente des Versuchs fahren, um wichtige Zusatzinformationen zu erhalten.

Hinweise zur Versuchsdurchführung:

• Das Gebläse der Luftkissenbahn muss eingeschaltet werden, da eine reale Bahn sonst beschädigt werden würde, außerdem würde der Versuchsablauf entscheidend beeinflusst.
  Frage: Wie würde sich der Gleiter verhalten, wenn das Gebläse nicht eingeschaltet ist? Was ist die Ursache des veränderten Verhaltens?
• Die Luftkissenbahn muss waagerecht ausgerichtet sein.
  Frage: Wie würde sich eine nicht richtig justierte Bahn auf Ihre Messergebnisse auswirken?
• Zur Bestimmung des Weg-Zeit Diagramms ist das Zeitmessgerät so einzustellen, dass entweder die Zeit über eine bestimmten Weg aufgenommen wird oder die Zeit, welche die Blende des Gleiter zum durchfahren der Lichtschranke benötigt
  Frage: Können Sie erklären, wie sich die beiden Mess-Modi in technischer Hinsicht unterscheiden?
• Mit einer Startvorrichtung erhält der Gleiter einen kurzen Kraftstoß, welcher ihn aus der Ruhelage heraus in Bewegung versetzt. Innerhalb der Startzone (rot markiert) findet die Beschleunigung des Gleiters statt, anschließend wirkt keine äußere Kraft mehr auf diesen ein. Es stehen drei Rastereinstellungen zur Auswahl, um die Stärke des Kraftstoßes zu variieren. Für alle Versuchsdurchläufe muss darauf geachtet werden, dass die gleiche Rasterstellung gewählt wird.
  Frage: Weshalb beginnt die Zeit-Messung erst nach der Startzone? Warum ist es wichtig, dass immer der gleiche Start-Impuls eingestellt wird? Welchen Einfluss hätten verschiedene Start-Impulse auf die Messwerte?

Problem-/Aufgabenstellung

• Finden Sie den Zusammenhang zwischen Weg und Zeit heraus. Veranschaulichen Sie die Messdaten in einem Diagramm und beschreiben Sie die Abhängigkeit als Funktion.
• Ermitteln Sie die Momentangeschwindigkeit des Gleiters auf der Luftkissenbahn durch Messen der Abschattzeiten mit den zur Verfügung stehenden Blenden.

Ich bin ein sehr eigenständiger Lerner und benötige keine weitere Hilfestellung.

Ich würde gerne mehr Hilfestellung und Anleitung in Anspruch nehmen.

Durchführung & Datengewinnung

1. Zuerst wird die Lichtschranke nacheinander an zehn verschiedenen Positionen entlang der Luftkissenbahn positioniert und die Zeit gestoppt, die der Gleiter zum Zurücklegen des eingestellten Weges benötigt. Tragen Sie zu jeder Position der Lichtschranke die Messwerte für Weg und Zeit in die vorbereitete Tabelle ein.
2. Im zweiten Schritt soll die Momentangeschwindigkeit an den Positionen 1 bis 10 des vorhergehenden Versuchsteils über die Abschattungszeit der Blende bestimmt werden. Führen Sie die Messungen jeweils mit der langen Blende (Länge l₁ = 100 mm) sowie mit der kurzen Blende (l₂ = 25 mm) durch. Bitte beachten Sie, die Signalerfassung am Zeitmessgerät entsprechend umzustellen. Vergewissern Sie sich über die Bedeutung der Größen s und t für diese Messung. Tragen Sie die Werte wieder in die Tabelle ein.
   Frage: Wieso müssen die Abschattungszeiten gemessen werden um die Momentan-geschwindigkeiten zu ermitteln? Welche Geschwindigkeit wird ermittelt, wenn die Zeit zwischen den beiden Lichtschranken gemessen wird?

Versuchsauswertung & Interpretation

Zu 1) Die Messwerte aus der Tabelle können Sie direkt in MS Excel importieren. Stellen Sie die Messwerte als Weg-Zeit Diagramm dar und führen Sie ggf. eine Fehlerrechnung durch. Interpretieren Sie die Ergebnisse und überlegen Sie sich, wie man die erhaltene Abhängigkeit Mathematische beschreiben lässt.

Zu 2) Die Messwerte werden für jede Blendengröße in der Tabelle eingetragen und anschließend in MS Excel importiert. Für die Versuchsauswertung sollen Sie mittels der gewonnen Daten Diagramme erstellen, um den Geschwindigkeits-Zeit-Verlauf an den gewählten Positionen und in Abhängigkeit von der Blendengröße graphisch darzustellen.

• Ist Ihre Auswertung sinnvoll?
  • Wie sieht das Zeit-Weg Diagramm aus?
  • Wie sieht ihr Geschwindigkeits-Zeit Diagramm aus?
• Bestimmen Sie die Funktionsgleichung des Weg-Zeit Diagrammes (Geradengleichung).
• Vergleichen Sie die ermittelte Beschleunigung für die Messung mit kleiner Blende und großer Blende. Welche Messung ist Ihrer Meinung nach die genauere und warum?