Experimente
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Freier Fall (II) Weg-Zeit-Gesetz

Neuer Aufbau mit einem Buch, das vom Sensor weg fällt.
Neuer Aufbau mit einem Buch, das vom Sensor weg fällt.
Früherer Aufbau mit einer Kugel, die auf den am Boden liegenden Sensor fällt.
Früherer Aufbau mit einer Kugel, die auf den am Boden liegenden Sensor fällt.
Skizze
Skizze
Wegmessung s(t) mit einem Ultraschall-Bewegungssensor. Ein Buch wird unterhalb des Sensors gehalten und dann fallengelassen. Die automatische Messwerterfassungssoftware stellt das Weg-Zeit-Diagramm auf dem Computer dar und kann simultan auch die Graphen der Zeitableitungen v(t) und a(t) darstellen. Es wird empfohlen, eine Geradenanpassung an die Geschwindigkeit durchzuführen und die Erdbeschleunigung g aus der Steigung abzulesen.
(Das fallende Buch ersetzt den Versuchsaufbau mit der roten Holzkugel und dem Sensor auf dem Boden unter einem Schutzgitter.)
Hinweis zur Durchführung:
Das Buch wird mit einer Hand ca. 20 cm unterhalb des Sensors gehalten und dann fallengelassen. Dabei muss man die Hand schneller nach unten wegziehen, als das Buch fällt.
Statt die zweite Ableitung (Beschleunigung) von Capstone errechnen und direkt anzeigen zu lassen, empfiehlt es sich, eine Geradenanpassung an die Geschwindigkeit durchzuführen und die Beschleunigung aus der Steigung dv/dt abzulesen. Man erhält g = 9,7 m/s² bis 9,8 m/s². Vermutlich wird wegen der Luftreibung eine geringere Beschleunigung gemessen.

Hinweise zum Aufbau:
Der Fußboden bzw. das Buch auf dem Fußboden wird als Nullpunkt festgelegt.
Bei der Positionsmessung wird das Vorzeichen umgekehrt.
Abtastrate 40 Hz.

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