Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit

Kurzbeschreibung

An einer Luftkissenbahn werden drei Lichtschranken befestigt und mit einem Computer (Pascosystem) oder mit Digitalzählern verbunden. Außerdem befestigt man an den beiden Enden Federn, die den Gleiter reflektieren, damit dieser mehrere Male das Lichtschrankensystem durchlaufen kann.

 Beobachtung:

Gibt man dem Gleiter einen kleinen Schubs, so bewegt er sich mit nahezu konstanter Geschwindigkeit zwischen den beiden Federn hin und her.

Mit dem Pascosystem kann die derzeitige Geschwindigkeit des Gleiters direkt angezeigt werden. Die Lichtschranken messen dazu die Verdunklungszeit und berechnen dann mittels der Länge des Gleiters dessen aktuelle Geschwindigkeit bei jedem Durchgang. Für jede Lichtschranke sollte für jeden Durchgang die Anzeige der Geschwindigkeit gleich sein. Bei dieser Art der Messung der Geschwindigkeit wird außerdem deutlich dass der Gleiter bei jedem Durchgang langsamer wird, da die federn nicht 100% der Energie reflektieren sondern ein Teil der Energie durch Verformungsarbeit verloren geht. 

Wird der Versuchsaufbau mit Digitalzählern aufgebaut, so misst dieser die Verdunklungszeit der Lichtschranken. Er addiert bei jedem Durchgang des Gleiters die Verdunklungszeiten auf. Am Ende jedes Durchgangs sollten dann die angezeigten Zeiten auf den Digitalzählern jeweils gleich sein.

Physikalische Erklärung:

Auf den Körper wirkt keine Kraft in Bewegungsrichtung, wodurch er nicht beschleunigt wird und sich nach dem 1. Newtonschen Axiom (Trägheitsprinzip) gleichförmig geradlinig fortbewegt. Da man Reibungskräfte allerdings nicht komplett vernachlässigen kann, wird der Gleiter abgebremst und mit der Zeit langsamer.

Betriebsanweisungen: Elektrogeräte

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