Der freie Fall, Bestimmung der Erdbeschleunigung g

Inhaltsverezeichnis:

1.  Versuchsaufbau und  Versuchsdurchführung

2.  Grundlagen  

3.  Berechnungen  

4.  Fehlerdiskussion  

  Aufgabenstellung NA  

  Bei diesem Versuch ist der freie Fall mit Hilfe eines Kugelfallgerätes zu messen  

  Dies wird durchgeführt indem man die Fallzeit einer Kugel in Abhängigkeit  

  von ihrer Höhe bestimmt Mit diesem Versuch soll bewiesen werden dass der  

  freie Fall auf einer gleichmäßig beschleunigten Bewegung basiert Außerdem  ist

  die Fallbeschleunigung g zu ermitteln  

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1. Versuchsaufbau und Versuchsdurchführung

Bei dieser Versuchapparatur soll die Fallzeit einer Kugel in Abhängigkeit von ihrer Höhe bestimmt werden. Der Versuchsaufbau erfolgt

nach Abbildung 1 des dem Kugelhalter wird eine Kugel dem „Knopf“ zum halten der Kugel selbigen los, so wird die Kugel im freien Fall auf den Erdmittelpunkt beschleunigt. Direkt beim „Austreten“ der Kugel aus dem Kugelhalter wird der Schalter S1 ausgelöst und die elektronische Stoppuhr, die die Zeit auf eine tausendstel Sekunde genau misst, wird gestartet. Nach kurzer

Zeit trifft die die Kugel Durch den Stoppuhr die die Kugel für den freien Fall aus der Fallhöhe benötigt hat. Die Fallhöhe wird per Kurbel am oberen Teil des Versuchsaufbaus über ein Gewinde eingestellt. An der Höhenanzeige ist die jeweilige Höhe abzulesen.

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Man beginnt die Messreihe damit, dass man die korrekte Fallhöhe einstellt. Es werden nacheinander 10 verschiedene Fallhöhen benutzt. Sie belaufen sich von 5 cm bis 50 cm. Der freie Fall aus jeder Höhe wird dreimal durchgeführt.

Zu Beginn ist erst einmal der Teller anzuheben, um den Schalter durch das Auftreffen der Kugel auslösen zu können. Dies ist nach jeder Zeitmessung zu wiederholen. Danach wird die elektronische Stoppuhr auf „Null“ eingestellt. Nun ist der „Knopf“ zum halten der Kugel zu drücken. Hierdurch wird die Kugel am Schalter S1 festgehalten. Wird der „Knopf“ losgelassen, fällt die Kugel auf den Teller und stoppt die Stoppuhr. Es ist die Fallzeit abzulesen und in Abhängigkeit von dem Fallweg in eine Tabelle einzutragen.

2. Grundlagen

„Jeder Gegenstand und jede Materiemenge unserer Umwelt werden von der Erde angezogen. Die Größe dieser Erdanziehungskraft wird im täglichen Leben ebenso wie die Materiemenge als „Gewicht“ bezeichnet. Um sie deutlicher als Kraft zu kennzeichnen, verwendet die Physik die Bezeichnung die Gewichtskraft G F . Sie ist im Wesentlichen die von der Erdanziehung verursachte Kraft, die jeden Körper in Richtung zum Erdmittelpunkt zu ziehen sucht“ 1 *

Dieses Phänomen, dass alle Körper der Erde zum Erdmittelpunkt gezogen werden, beruht auf der Massenanziehung. Die Massenanziehung beschreibt die Tatsache, „dass alle Köper durch ihre bloße Existenz eine Anziehungskraft aufeinander ausüben.“ 2 Da nach dem dritten Newtonschen Axiom folgt, dass * jede Kraft eine Gegenkraft besitzt (actio = reactio), zieht die Erde die Körper und die Körper die Erde an. Aufgrund der weitaus höheren Masse der Erde ist die Kraft der Körper auf die Erde aber zu vernachlässigen.

Aufgrund dieser Tatsachen erfährt jeder Körper dieser Erde eine gewisse Beschleunigung in Richtung Erdmittelpunkt. Es ist eine gleichmäßig beschleunigte Bewegung.

(1)

Die Definition der gleichförmig beschleunigten Bewegung lautet wie folgt: „Gleichförmig beschleunigte Bewegung heißt eine Bewegung deren

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