Bewegung mit nichtlinearer Beschleunigung (LK-Bahn)

Kurzbeschreibung

Auf der Luftkissenbahn wird an das Ende eines Gleiters eine Schnur befestigt. Diese wird über einen Drehfrequenzsensor und eine Rolle so umgelenkt, dass an das andere Ende der Schnur ein Gewicht gehängt werden kann. Zudem ist der Gleiter mit Gummibändern an den Enden der Luftkissenbahn befesigt
Mit Hilfe des Drehfrequenzsensors und dem Programm Data Studio, können Ort, Geschwindigkeit und Beschleunigung des Gleiters gemessen, und als Graph dargestellt werden. Allerdings wird nicht direkt die Länge der Strecke sondern die Gradzahl des Sensorrads angezeigt.
An den Graphen sieht man sehr schön die Abhängigkeit des Ortes, der Geschwindigkeit, und der Beschleunigung von der Zeit.

Bringt man den Gleiter nun von Hand aus seiner Ruhelage und lässt ihn los, so pendelt er um seine Ruhelage.
Man erhält eine sinusförmige Schwingung (Federpendel), die überwiegend durch die Reibung an den Rollen gedämpft ist. An den Umkehrpunkten des Gleiters ist der Betrag der Beschleunigung maximal (eines der Gummibänder ist gespannt, das andere nicht), am Nulldurchgang ist sie minimal (die Spannung beider Gummibänder heben sich auf). Umgekehrt verhält sich die Geschwindigkeit. Wenn der Gleiter nach rechts ausgelenkt wird (Abb.2a), wird er durch das linke, gespannte Gummiband bis zum Nulldurchgang beschleunigt (Abb.2b), und hat hier die maximale Geschwindigkeit. Danach wird er durch das rechte Gummiband wieder abgebremst, und hat am Umkehrpunkt die Geschwindigkeit gleich Null (Abb.2c).

Betriebsanweisungen: Elektrogeräte