Versuchsanleitung M3 - geradlinig,gleichmäßig beschleunigte Bewegung

Aufgabe:

Prüfe, ob eine Kugel, die eine geneigte Ebene hinunter rollt, sich gleichmäßig beschleunigt bewegt.
Bestimme die Beschleunigung der Kugel.
Berechne die Endgeschwindigkeit der Kugel für die längste Ablaufstrecke.

Wiederhole das Wissen über die gleichförmige Bewegung und erarbeite mit den Arbeitsblättern die Zusammenhänge für die geradlinig, gleichmäßig beschleunigte Bewegung. Stelle Gesetze, Diagramme und Proportionalitäten für beide Bewegungen in einer Tabelle gegenüber. Ordne den jeweiligen Bewegungsarten die gültigen Beziehungen zu: s~t ; v~t; a = konst.; s= konst.; = konst.; = konst. .
Wenn von der Bewegung eines Körpers in einer Messreihe die zurückgelegten Wege und dafür nötigen Zeiten erfasst sind, wie lässt sich dann feststellen, ob diese Bewegung gleichförmig oder gleichmäßig beschleunigt verlief ?
Gib eine Gleichung an, mit der sich die Beschleunigung der Kugel aus dem Weg und der gemessenen Zeit berechnen lässt.
Eine Kugel rollt aus der Ruhe eine geneigte Ebene von A nach B in 1,5 s gleichmäßig beschleunigt hinab (2,25 m) und setzt dann die Bewegung auf waagerechter Strecke BC reibungsfrei fort.

Berechne die Beschleunigung der Kugel.

Berechne die Endgeschwindigkeit der Kugel in B.

Wie bewegt sich die Kugel von B nach C weiter ?

Was müsste gemessen werden, um die Geschwindigkeit der Kugel auf der waagerechten Strecke BC experimentell zu bestimmen ?

Vergleiche die Endgeschwindigkeit der Kugel im Punkt B mit der Geschwindigkeit der Kugel auf der Strecke BC.

geneigte Ebene, Kugel, Meterstab, Stoppuhr, Arbeitsblätter 1 und 2

Stelle die Ablaufschiene auf einen geeigneten Neigungswinkel ein und kennzeichne auf der Schiene fünf verschieden lange Strecken (nicht die Gesamtlänge verwenden).
Messe für jede Strecke fünf mal die Ablaufzeit der Kugel und berechne den Mittelwert der Ablaufzeit jeweils.
Fertige für die Bewegung der Kugel ein Weg-Zeit-Diagramm. Welche Proportionalität liegt vermutlich vor ?
Überprüfe die vermutete Proportionalität rechnerisch. Welcher Art ist demnach die Bewegung der Kugel ?
Berechne für jede von Dir festgelegte Strecke die Beschleunigung der Kugel. Weshalb müssen diese Werte annähernd gleich sein ? Gib den Mittelwert der Beschleunigung an.
Berechne mit diesem Mittelwert die Geschwindigkeit v₁ der Kugel am Ende der längsten Ablaufstrecke, nachdem Du die erforderliche Zeit gemessen hast.