Anfänger Projekt Praktikum: Wasserrakete

5.1 Exemplarische Diskussion einer Flugkurve
In der Startphase verläuft die Flugbahn zunächst flach, wird aber sehr bald steiler. Das
liegt daran, dass Wasser ausgestoßen wird, bis zu dem Zeitpunkt, welcher mit der Senk-
rechten markiert ist. Dadurch wird die Wasserrakete leichter und steigt so schneller. An
der markierten Stelle ist das gesamte Wasser ausgestoßen, sodass die Flugkurve dort
einen Wendepunkt hat. Ab diesem Punkt fliegt die Rakete aufgrund von Trägheit wei-
ter, wird dabei aber von der Gravitation abgebremst. In der Flugkurve beobachtet man
diesen Umstand dadurch, dass die Flugkurve flacher wird, bis sie ihren Scheitelpunkt,
bzw. maximale Höhe erreicht hat. Ab dieser Stelle fällt die leere Flasche nahezu frei, nur
gebremst durch Reibungen.
Bei der Geschwindigkeits- und Beschleunigungskurve beobachten wir an markanten Stel-
len Übereinstimmungen:
Das Maximum der Geschwindigkeit befindet sich ungefähr an der markierten Stelle, d.h.
nach dem gesamten Ausfluss des Wasser wird die Rakete nicht mehr schneller. Dement-
sprechend ist daraufhin die Beschleunigung im Allgemeinen a < 0. Die Geschwindigkeit
ist ab ihrem Maximum nahezu linear, Abweichungen erklären sich wiederum durch Rei-
bungen.
Für die Beschleunigung hätten wir erwartet, dass sie ab dieser Stelle konstant bei einem
Wert von a ≈ g liegt. Entgegen dieser Erwartung schwanken die Werte für die Beschleu-
nigung stark. Ursache hierfür können Ungenauigkeiten beim Ablesen der Höhe, welche
sich durch die Ableitungen extrem fortpflanzen, sodass sie trotz der starken Glättung
für Abweichungen vom erwarteten Ergebnis sorgen.
Die große Abweichungen am Ende der Graphen für Geschwindigkeit und Beschleunigung
sind dadurch zu erklären, dass wir zum Abbremsen der Flasche die Führungsleinen zu-
sammendrückt haben, was zu einer erhöhten Reibung geführt hat.
Um generell die Reibungseffekte zu untersuchen, stellen wir einen Vergleich zwischen der
Flugbahn nach dem Scheitelpunkt und einem freien Fall (Parabelflug) an:
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