Click to enlarge
Der Aufbau erfolgt sehr ähnlich zur Vorlage von Leybold in den „ScienceLab“-Anleitungen (ME3) bzw. zum älteren Kasten MEC6. Ähnlich wie bei den weiter unten aufgeführten Versuchen wurde die Fahrbahn zum Ausgleich von Reibung leicht geneigt (ca. 0,5 cm auf 1 m).
Die Messergebnisse weichen trotzdem um 12% bis 16% von der berechneten Beschleunigung ab. Ein Vergleich mit dem nachfolgenden Versuch zeigt, dass vermutlich das verwendete Speichenrad für die Abweichung verantwortlich ist: Das Speichenrad M (5244322) ist einfacher und schlechter gelagert als das Kombi-Speichenrad (337464) oder die Umlenkrolle auf Klemmreiter (33714) und weist zudem ein höheres Trägheitsmoment auf als die beiden anderen Modelle.
Die Proportionalitäten a ~ 1/m und a ~ F lassen sich an den Messwerten trotzdem gut erkennen, wie jeweils der hinreichend konstante Faktor k anzeigt.
| Masse des Wagens M in kg | angehängte Masse m in kg | berechnete Beschleunigung in m/s² | gemessene Beschleunigung in m/s² | Abweichung | Faktor k=(M+m)*a_gemessen |
|---|---|---|---|---|---|
| 0,0872 | 0,0197 | 1,81 | 1,58 | -13% | 0,169 |
| 0,1372 | 0,0197 | 1,23 | 1,08 | -12% | 0,169 |
| 0,1872 | 0,0197 | 0,93 | 0,82 | -12% | 0,170 |
| 0,2372 | 0,0197 | 0,75 | 0,67 | -11% | 0,172 |
| 0,2872 | 0,0197 | 0,63 | 0,55 | -13% | 0,169 |
| Beschleunigungsstrecke ds = 60 cm; inkl. Reibungsausgleich | |||||
| beschleunigte Masse (Wagen + Wägestücke) in kg | anhängte Masse m in kg | berechnete Beschleunigung in m/s² | gemessene Beschleunigung in m/s² | Abweichung | Faktor k=a_gemessen/(m*g) |
|---|---|---|---|---|---|
| 0,1222 | 0,010 | 0,80 | 0,68 | -15% | 6,9 |
| 0,1222 | 0,015 | 1,20 | 1,01 | -16% | 6,9 |
| 0,1222 | 0,020 | 1,61 | 1,42 | -12% | 7,2 |
| 0,1222 | 0,025 | 2,01 | 1,73 | -14% | 7,1 |
| 0,1222 | 0,030 | 2,41 | 2,05 | -15% | 7,0 |
| Beschleunigungsstrecke ds = 55 cm; inkl. Reibungsausgleich | |||||
Anders als beim Demo-Versuch wird der Einfachheit halber die beschleunigte Masse nicht durch Umlagern der beschleunigenden Massen konstant gehalten.
Als angehängte Masse fungieren Krokodilklemmen der Masse 2,8 (± 0,1) g
| Masse des Wagens in g | angehängte Masse in g | gesamte beschleunigte Masse in kg | beschleunigende Kraft in N | berechnete Beschleunigung a in m/s/s | gemessene Beschleunigung a in m/s/s |
|---|---|---|---|---|---|
| 200 | 2,8 | 0,2028 | 0,027468 | 0,135 | 0,13 |
| 200 | 5,6 | 0,2056 | 0,054936 | 0,267 | 0,26 |
| 200 | 8,4 | 0,2084 | 0,082404 | 0,395 | 0,40 |
| 200 | 11,2 | 0,2112 | 0,109872 | 0,520 | 0,52 |
| 200 | 14,0 | 0,2140 | 0,137340 | 0,642 | 0,65 |
| Masse des Wagens in g | angehängte Masse in g | gesamte beschleunigte Masse in kg | beschleunigende Kraft in N | berechnete Beschleunigung a in m/s/s | gemessene Beschleunigung a in m/s/s |
|---|---|---|---|---|---|
| 100 | 8,4 | 0,1084 | 0,082404 | 0,760 | 0,73 |
| 150 | 8,4 | 0,1584 | 0,082404 | 0,520 | 0,51 |
| 200 | 8,4 | 0,2084 | 0,082404 | 0,395 | 0,40 |
| 250 | 8,4 | 0,2584 | 0,082404 | 0,319 | 0,32 |
| 300 | 8,4 | 0,3084 | 0,082404 | 0,267 | 0,28 |
| Anzahl | Gerät | Artikelnummer |
|---|---|---|
| 1 | Präzisionsmetallschiene 1m | 460 81 |
| 1 | Messwagen | 337 00 |
| 2 | Kombi-Lichtschranken | 337 462 |
| 1 | Unterbrecherfahne | aus 337 466 |
| 2 | Reiter (Halter) für Kombilichtschranke | aus 337 466 |
| 1 | Timer-S (Stoppuhr-Adapter) oder ggf. Timer-Box | 524074 oder ggf. 524034 |
| 1 | Mobile-Cassy-2 | 524005W |
| 1 | Umlenkrolle auf Klemmreiter oder Kombi-Speichenrad in Kombilichtschranke und Adapter für Kombi-Lichtschranke oder Halter für Kombi-Speichenrad oder ggf. Lichtschrankengehäuse und Speichenrad (erhöhte Reibung) |
337 14 oder 337 462 + 337 464 + 337 465 oder 337 463 + 337 464 + 337 465 oder ggf. 524 4321 + 524 4322 |
Reibungsausgleich: die Fahrbahn wird leicht geneigt, sodass ein angestoßener Wagen mit gleichbleibender Geschwindigkeit die Schiene hinabfährt. Die Erprobung zeigt, dass ein einmaliger Reibungsausgleich mit einer mittleren Wagenmasse in der Regel ausreicht. Im gezeigten Beispiel wird die 70 cm lange Messtrecke am Start mit einer 6,5 mm dicken Holzplatte unterlegt.
Messgröße a (Beschleunigung) im Mobile-Cassy-2 aktivieren. Automatisch wird die Geschwindigkeitsmessung für die Kombi-Lichtschranken aktiviert.
Hinweis: Prüfen, ob im Mobile-Cassy-2 die richtige Breite der Unterbrecherfahne des Messwagens eingestellt ist (5 mm)
Messwagen kurz vor Unterbrechung des Strahls der ersten Lichtschranke platzieren. Nach dem Loslassen werden die Startgeschwindigkeit (ca. 0 m/s) und die Endgeschwindigkeit registiert und daraus die Durchschnittsbeschleunigung a berechnet.
diese Seite wurde hier gefunden:
