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

Titel:  Weg-Zeit-Gesetz beim freien Fall




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Versuchsnr.:  3

Namen:  Fabian Eickeler

Gruppe:  E

DP Physik

 
Versuchsaufbauten
mit Parametern
  freier fall
Geräte
mit Firmenangabe
- 2 Lichtschranken (alternativ 1 Lichtschranke + 1 Haltemagnet + Schalter) (Phywe)
- Stativ mit Halterungen für die Lichtschranken
- Stromquelle (PeakTech)
- Digitalzähler (Steinegger)
- Kabel
- Fallobjekt mit Halterung
- Maßband
Durchführung
Zum Aufbau:
Die beiden Lichtschranken werden in einigem Abstand von einander am Stativ befestigt. Das Fallobjekt wird in seiner Halterung so montiert, dass es sich direkt oberhalb des Auslösers der ersten Lichtschranke befindet. Beide Lichtschranken werden and die Stromquelle angeschlossen, das Ausgangssignal der obern Lichtschranke geht zum Startschalter des Zählers, das von der unteren zum Stop und alle Geräte werden mit der Referenz der Quelle verbunden.

(alternativ:
die obere Lichtschranke durch einen Haltemagneten ersetzen, dabei einen Schalter anschließen und alles so verkabeln, dass der Zähler ausgelöst wird, wenn die Stromzufuhr zum Magneten unterbrochen wird)

Zum Versuch:
Halterung lösen, das Fallobjekt löst beide Lichtschranken aus - die Zeit ablesen, den Abstand der beiden Lichtschranken bestimmen und anhand einer Tabelle (Abstand, Zeit, 2*Abstand/Zeit) die Erdbeschleunigung bestimmen.
Resultate
möglichst quantitative
Die Gesetze für die gleichmäßig beschleunigte Bewegung gelten beim freien Fall und die Erdbeschleunigung ist ungefähr 9,8 m/s^2
Bemerkungen
&
Tricks
Bei der Lichtschrankenversion darauf achten, dass der Zähler beide Signale gleich behandelt (z.B. bei beiden Signalen bei Beginn der Verdunkelung den Zähler starten).

Die Messungen mit zwei Lichtschranken erfordern viel Fingerspitzengefühl, eine einfachere Messung mit  genaueren Werte ist die mit dem Haltemagneten.

Bei der Haltemagnetversion dann darauf achten, dass der Magnet nicht viel zu stark für das Fallobjekt ist, sonst schleichen sich Fehler ein.

Noch präzisere Messungen wären mit einer Verkabelung möglich, bei der weitere Zähler angeschlossen werden, die die Verdunkelungszeit bei den Lichtschranken anzeigen, somit könnte man noch auf die jeweiligen Geschwindigkeiten zurückgreifen und es wäre egal von wo man das Fallobjekt fallen ließe.
Literatur Hans-Joachim Wilke, Physikalische Schulexperimente Band 1 Mechanik/Thermodynamik, Volk und Wissen Verlag, Berlin 1997