Thema 2 Gleichmässig beschleunigte ... - Wichtiger Hinweis

LE4: Freier Fall (Doppellektion)
Experiment: Freier Fall im Vakuumrohr
Standardversuch: Kunststoffball und Feder in Glasrohr, das sich evakuieren lässt.
Der freie Fall
Experiment: Fallröhre
Kunststoffball
Feder
Vakuum
Experiment: Fallende Metallkugel
Standardversuch: Zeitmessung einer fallenden Metallkugel bei gegebener Strecke.
Experiment: Fallende Metallkugel
Startsignal
∆s [m] ∆t [ms] Δt [s] a [m/s 2 ]
0.20
0.20
0.20
0.40
0.40
0.40
0.80
0.80
0.80
Die mittlere Beschleunigung beträgt auf allen Teilstrecken (.... +/- .....) m/s 2 We say an object is in free fall when the only force acting on it is the Earth’s gravitational force.
No other forces can be acting; in particular, air resistance must be either absent or so small as to
∆s be ignored. When the object in free fall is near the surface of the earth, the gravitational force on
it is nearly constant. As a result, an object in free fall accelerates downward at a constant rate.
This acceleration is usually represented with the symbol g.
Physics students measure the acceleration due to gravity using a wide variety of timing methods.
Stoppsignal
In this experiment, you will have the advantage of using a very precise timer connected to the
computer and a Photogate. The Photogate has a beam of infrared light that travels from one side
to the other. It can detect whenever this beam is blocked. You will drop a piece of clear plastic
with evenly spaced black bars on it, called a Picket Fence. As the Picket Fence passes through
the Photogate, the computer will measure the time . from the leading edge of one bar blocking the
beam until the leading edge of the next bar blocks the beam. This timing continues as all eight
Der freie Fall ist eine gleichmässig bars beschleunigte pass through the Bewegung. Photogate. From Die Beschleunigung these measured times, ist für the alle program Körper will am calculate selben the
Ort gleich und heisst Fallbeschleunigung velocities and g. accelerations for this motion and graphs will be plotted.
Der Wert beträgt in Zürich g = 9.81 m/s 2 .
Experiment: g-Bestimmung mit dem Picket Fence
Ein Picket Fence, das abwechselnd schwarz und
durchsichtig ist (Abb.5), wird durch ein Vernier
Photogate fallen gelassen.
Aus den Zeiten, die der Laserstrahl im Photogate durch
die schwarzen Flächen unterbrochen wird, kann im
Programm Logger Pro 3 der Verlauf der Geschwindigkeit
berechnet werden und ein s-t- und v-t-Diagramm des
freien Falls erstellt werden.
Schülerarbeitsblatt mit Beispiel: Seite LE4-2, LE4-3.
Fallschnur: Arbeitsblatt Seite LE4-3, unten.
Unter dem freien Fall versteht man die
Fallbewegung eines Körpers im luftleeren
Raum (Vakuum).
Im Vakuum fallen alle Körper gleich schnell,
unabhängig von ihrer Form und Masse.
Fallen zwei Körper nicht gleich schnell, so
liegt dies am Luftwiderstand.
Picket Fence Free Fall
Anhang LE4-1 A. Lichtenberger
OBJECTIVE
Figure 1
Picket
Fence
P icket
fence
Photogate
Abb. 5
Experiment
5