Vergleich von gleich- und ungleichförmiger Bewegung

Prinzip

Die Schüler sollen an einer Fahrbahn untersuchen, wie sich ein Experimentierwagen verhält, wenn er

1. angestoßen wird und langsam ausrollt,
2. gleichmäßig bergab rollt und
3. beschleunigt bergab rollt.

Die Aufzeichnung der Zeitmarken erfolgt auf einem Schreibstreifen, die Zeitmarken haben einen zeitlichen Abstand von 20 ms, wenn die Netzfrequens 50 Hz beträgt (16,7 ms bei 60 Hz). Zum Ausgleich der unvermeidlichen Reibung von Wagen und Schreibstreifen muss die Fahrbahn mittels der Stellschraube in ihrer Neigung so eingestellt werden, dass

1. der Wagen sich an keiner Stelle von selbst in Bewegung setzt, die Fahrbahn also völlig waagerecht liegt,
2. die Fahrbahn etwas geneigt ist, so dass die Hangabtriebskraft die Reibung gerade kompensiert,
3. die Fahrbahn so stark geneigt ist, dass die Bewegung des Wagens beschleunigt erfolgt.

Aufgabe

Worin unterscheiden sich gleichförmige und ungleichförmige Bewegungen?

Ein Experimentierwagen mit angehängtem Schreibstreifen läuft auf einer Fahrbahn. Ein Zeitmarkengeber druckt in gleichen Zeitabständen eine Marke auf den Streifen.

Zuerst, gib dem Wagen auf der ebenen Fahrbahn einen leichten Stoß. Lass dann den Wagen auf der leicht geneigten Fahrbahn (Reibungsausgleich!) mit konstanter Geschwindigkeit rollen. Als letztes, lass den Wagen auf der stark geneigten Fahrbahn bergab rollen.

Werte alle Schreibstreifen aus und vergleiche die Ergebnisse miteinander.

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