2. Gesetz von Newton

Lehrplanbezug

 

Mittelschule		5
Realschule LehrplanPlus	(I)	7/10
	(II+III)	8/10
Gymnasium	LehrplanPlus	8/10

 

Newton 2: a proportional F (m = const)

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Newton 2: a proportional 1/m (F = const)

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Hinweise zur Durchführung

Der Versuch wurde mit dem Messwerterfassungsystem Cassy durchgeführt, kann aber genauso gut mit Vernier (Ultraschallsensor) oder mit Pasco durchgeführt werden. Wichtig ist, dass neben Zeit-Orts-Diagrammen auch Zeit-Geschwindigkeits-Diagramme erzeugt werden können. Leider musste in unserem Programm immer erst der Zusammenhang Zeit-Ort dargestellt werden, so dass das Ablesen der Beschleunigung erst nach der Erzeugung des Zeit-Geschwindigkeits-Diagramms möglich war.
Die Darstellung mit einem Notebook ist meist zu klein, so dass auf einen Beamer zurückgegriffen werden sollte. Die Videos wurden in einem abgedunkelten Raum gefilmt, um ausreichend Kontrast für die Aufnahme des Beamers zu erzeugen. In Unterricht kann das Experiment unter normalen Bedingungen im Klassenzimmer durchgeführt und projeziert werden.
Die Rollbahn sollte gut justiert sein, um keine zu großen Abweichungen der Messwerte zu erhalten. Die verwendete Datei zur Messwerterfassung mit Cassy finden Sie hier (rechter Mausklick, "Ziel speichern unter...").

 

Masse Wagen:	500g
Masse Zuggewichte:	Je 50g
Masse Zusatzgewichte:	500g

 

Didaktische Hinweise

Oberes Video: a proportional F

Will man die Abhängigkeit der Beschleunigung von der beschleunigenden Kraft zeigen (oberes Video), so muss man dafür sorgen, dass die zu beschleunigende Masse konstant bleibt. Die zu beschleunigende Masse setzt sich dabei aus der Masse des Wagens und den Massestücken, die mittels Schwerkraft den Wagen beschleunigen, zusammen. Will man jetzt die beschleunigende Kraft durch ein zusätzliches Gewichtsstück erhöhen, muss dieses Gewichtstück vorher schon auf dem Wagen gelegen haben. In unseren Videos beschränkten wir uns auf zwei verschiedene Zugkräfte, um das eh schon lange Experiment nicht noch länger werden zu lassen. Natürlich kann man den Wagen anfangs mit zwei 50g Stücken beschweren und dann mit drei unterschiedlichen Zugkräften arbeiten.

Unteres Video: a indirekt proportional m

Man muss hier nur beachten, dass zur beschleunigten Masse Wagen, Zusatzgewicht und die Zuggewichte gehören. Im Video wurden als Zuggewicht zwei 50g Gewichte verwendet.

Während des Versuchs kann zur Wiederholung der Bewegungsgesetze auf die mit der Zeit quadratisch zunehmende Strecke hingewiesen werden.

Weiteres Material und Links

Videos

Beschleunigte Bewegung.m4v
Impulssatz.m4v
Elastischer Stoß.m4v

Links

 

Leifi	Beschleunigte Bewegung
	Die drei Newtonschen Axiome
	Kraft und Bewegungsaenderung
Wikipedia	Newtonsche_Gesetze
Lernhelfer	Zweites Newtonsches Gesetz
Physika	Übung zum zweites Newtonsches Gesetz