Physikalische Experimente auf dem Luftkissentisch - 3B Scientific

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Physikalische Experimente auf dem Luftkissentisch 2.6 Mechanische Bewegungen 2.6.1 Senkrechter, waagerechter und schräger Wurf Geräte: Luftkissentisch mit Gebläse Tageslichtprojektor Schwebekörper, orange 2 Stück Modellierung Realobjekt Modell Raum, in dem der Experimentierfläche Wurf erfolgt des Luftkissentisches Einfluß des Kraft infolge der Gravitationsfeldes geringen Neigung der Experimentierfläche geworfener Körper Schwebekörper Durchführung: Die Experimentierfläche wird zunächst horizontal ausgerichtet, der Schwebekörper in die Mitte der Fläche gelegt und die Gebläseleistung so weit erhöht, daß er sicher schwebt. Dann wird die Experimentierfläche durch Hineinschrauben der Justierschraube auf der Seite 4 schwach geneigt, der Schwebekörper am oberen Rand zunächst mit dem Zeigefinger festgehalten und dann losgelassen, ohne ihm eine Anfangsgeschwindigkeit zu erteilen. Seine Bewegung muß in der Projektion deutlich als beschleunigt erkennbar sein, darf jedoch nicht zu schnell ablaufen (Neigung der Fläche entsprechend einstellen!). Nach diesem Vorversuch (Modellexperiment zum freien Fall) lassen sich die verschiedenen Wurfbahnen darstellen. Dabei sind geeignete Startpunkte und ein der im Vorversuch ermittelten „Fallzeit“ angepaßter Betrag der Anfangsgeschwindigkeit zu wählen. Wurfart senkrecht nach oben waagerecht schräg Startpunkt Seite 3 Mitte Seite 2 oben Seite 2 unten Ergebnis: Die Bahnkurven entsprechen denen beim senkrechten, waagerechten und schrägen Wurf eines Körpers. Deutung: Infolge der Neigung der Experimentierfläche überlagern sich gleichförmige und gleichmäßig beschleunigte Bewegung. Dadurch entsprechen die Bewegungsabläufe denen beim Wurf. Die geringfügige Neigung der Experimentierfläche bedingt nur eine geringe Beschleunigung. Deshalb kann mit sehr langsamen Bewegungsabläufen gearbeitet werden. 2.6.2 Elastischer Stoß Geräte: Luftkissentisch mit Gebläse Tageslichtprojektor magnetische Barriere, lang magnetische Barriere, kurz Schwebekörper, orange 2 Stück 2 Stück 4 Stück Modellierung: Realobjekt Modell Fläche, auf der sich Experimentierfläche die stoßenden des Luftkissentisches Körper bewegen Körper, die elastisch Schwebekörper aufeinanderstoßen Durchführung: Man richtet den Luftkissentisch mittels der Libellen sehr sorgfältig horizontal aus und setzt die magnetischen Barrieren auf. Zwei übereinandergesetzte Schwebekörper bringt man in die Mitte der Experimentierfläche. Der zweite doppelte Schwebekörper wird in eine Ecke der Experimentierfläche gelegt, mit dem Zeigefinger festgehalten und dann losgelassen, so daß er sich auf den ersten zubewegt. Dieser Vorgang wird 50
Physikalische Experimente auf dem Luftkissentisch mehrmals wiederholt, wobei mehr oder weniger große Abweichungen vom zentralen Stoß auftreten. Es wird die Bewegung beider Körper vor und nach dem Stoß beobachtet. Ergebnis: Im Falle des zentralen Stoßes tauschen die beiden Schwebekörper (mit gleicher Masse) ihre Geschwindigkeiten und damit ihre kinetischen Energien aus. Verläuft der Stoß nicht zentral, wird nur ein Teil der Energie übertragen. Deutung: Mittels des Luftkissenprinzips und der Nutzung der magnetischen Abstoßungskräfte zwischen keramischen Magneten ist es möglich, vollelastische Stöße zu realisieren. Hinweis: Stöße von Körpern unterschiedlicher Masse lassen sich dadurch erzielen, daß ein Stoßpartner aus zwei übereinandergestellten orange Schwebekörpern besteht und als zweiter ein einfacher Verwendung findet. Modellierung: Realobjekt Modell Fläche, auf der sich Experimentierfläche der Körper bewegt des Luftkissentisches Körper, der einer orange Schwebekörper Kraft unterliegt Kraftzentrum übereinandergestellte Schwebekörper Durchführung: Der Luftkissentisch wird horizontal ausgerichtet, die Haltevorrichtung befestigt und die Piacrylplatte eingehängt. In der Mitte der Experimentierfläche werden auf die Piacrylplatte 4 Schwebekörper überein andergelegt. Das Gebläse wird auf mittlere Leistung gestellt. Zwei übereinandergesetzte Schwebekörper versetzt man vom Rande der Experimentierfläche aus in langsame Bewegung. Die Richtung wird so gewählt, daß er wenige Zentimeter neben den übereinandergestellten Schwebekörpern vorbeigleitet. Das Experiment wird mehrmals wiederholt, wobei der kürzeste Abstand zwischen den beweglichen und den übereinandergestellten Schwebekörpern schrittweise verringert wird. Die Bewegung der Schwebekörper wird beobachtet. Ergebnis: Der Schwebekörper bewegt sich so lange geradlinig und gleichförmig, so lange keine Kraft auf ihn einwirkt. In der Nähe der übereinandergelegten Schwebekörper ändert sich seine Bewegungsrichtung. Je geringer der Abstand zu den übereinandergestellten Schwebekörpern ist, um so größer ist die Richtungsänderung. 2.6.3 Veränderung der Bewegungsrichtung eines Körpers durch eine Kraft Geräte: Luftkissentisch mit Gebläse Tageslichtprojektor Haltevorrichtung Piacrylplatte Manipulierstab Schwebekörper, orange 6 Stück 51
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