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Fachbrief Nr. 5 Physik 16.09.2007

2. Klasse 11 Bewegungen in Natur und Technik/Kinematik: Fallversuche

Es gehört zur Alltagserfahrung der Schüler, dass alle Körper mit unterschiedlicher Geschwin-

digkeit zu Boden fallen. An diese Erfahrung kann im Unterricht angeknüpft und die Fallbe-

schleunigungen verschiedener Körper bestimmt werden. Dabei wird dann g

= 9,81 ms

-2

als

obere Grenze dieser Beschleunigungen festgestellt werden. Durch die Demonstration des

Falls von Feder und Bleikugel in einer evakuierten Röhre kann man zeigen, dass im luftlee-

ren Raum alle Körper gleich schnell fallen und dass unterschiedliche Fallgeschwindigkeiten

durch die Luft verursacht werden. Für die verschiedenen Fallversuche kann dann im

Nachhinein nachgewiesen werden, welchen Einfluss die Luftreibung und der Auftrieb der

Fallkörper auf die Fallbewegung gehabt haben. Im Folgenden wird die Bewegung eines

fallenden Gymnastikballs mit einem Ultraschallabstandssensor aufgezeichnet und analysiert.

Beispiel: Fallversuche (Schülerversuche mit Ultraschallsensor und Casio Classpad 300 Plus

und EA 200)

Abb. 1: Fallversuch mit Abb. 2: Ultraschallsensor Abb. 3: ClassPad 300 Plus und

Gymnastikball Messinterface EA 200

Der Ultraschallsensor (Abb. 1 und 2) sollte in einer Höhe von ca. 2 m angebracht werden. Da

er einen Messbereich von ca. 0,5 – 8 m hat, muss der Ball einen Mindestabstand von 50 cm

vom Abstandsmesser haben. Nachdem die Messung gestartet worden ist, wird er

fallen

gelassen. Es ist dabei darauf zu achten, dass die Hände nicht zwischen Sensor und Ball

gehalten werden, weil dann deren Abstände zum Sensor gemessen werden und nicht die

des Balles.

Die Messzeit wird zunächst so eingestellt, dass auch das Hüpfen des Balls auf dem Boden

aufgezeichnet wird. Die Messung der Abstände erfolgt mit dem Datenerfassungsgerät EA

200 (Abb. 3). Der Taschencomputer dient als Eingabegerät für die Messparameter (Wahl der

Sensoren, Messzeit usw.) Mit ihm erfolgt dann auch die Speicherung der Daten und deren

grafische Darstellung. Dies ist andeutungsweise bereits im Display in Abb.3 zu sehen.

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