Seminar und Praktikum zur Didaktik der Physik
Versuchskarte zu experimentellen Themen
 
Datum:   2007

Titel:  Kurzer Weg = schneller Weg?





Versuchsnr.:  1

Namen:  Fabian Eickeler

Gruppe:  E

DP Physik

 
Versuchsaufbauten
mit Parametern
  Aufbau
Geräte
mit Firmenangabe
  -  2 Schläuche
  -  1 Brett (kann auch ein Tisch oder eine andere feste Unterlage sein)
  -  2 Kugeln die durch die Schläuche rollen können
  -  Packetband
  -  Auffangbehälter (am besten mit Sand gefüllt)
Durchführung
Zum Aufbau:
Die Schläuche werden so auf der Unterlage fixiert, dass der eine Schlauch (in obiger Abbildung braun) möglichst eine Gerade zwischen den  Enden  bildet; der andere Schlauch (in obiger Abbildung weiß)  wird hingegen so fest gemacht, dass die Enden zwar über den Enden des anderen Schlauches liegen, er aber zuerst  schneller abfällt.
 
Zum Versuch:
Die Kugeln werden gleichzeitig in die Schläuche fallen gelassen
Resultate
möglichst quantitative
Die Kugel, die die am Anfang zügiger abfallende Bahn durchläuft, ist schneller. Beide Kugeln landen im Auffangbehälter jedoch an der selben Stelle.

Erklärung:
Die Kugel auf der am Anfang stärker abfallenden Bahn beschleunigt anbfangs stärker und erreicht somit  eine höhere Geschwindikeit; dies ermöglicht es, dass diese Kugel ihre Bahn, die ja länger ist, schneller durchläuft als die Kugel im oberen Schlauch.
Das die beiden Kugeln trotzdem an der selben Stelle im Auffangbehälter aufkommen liegt an der Umwandlung von potentieller in kinetische Energie - beide Kugeln haben gleichviel Energie umgewandelt und "fliegen" deshalb auch die gleiche Distanz.
Bemerkungen
&
Tricks
Da die beiden Kugeln relativ gleichzeitig ankommen und der Effekt nur bei entsprechendem
Versuchsaufbau (groß) wirklich gut zu sehen ist sollte man Vorrichtungen für auditive Signale anbringen.
Alternativ könnte man auch zwei unterschiedlich gefäbte Kugeln benutzen.

Die Schläuche und Kugeln sollten jeweils aus dem gleichen Material gefertigt sein, damit Luft - und Rollwiderstände keinen entscheidenden Einfluss haben.
Literatur