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. Bei dieser Versuchapparatur soll die Fallzeit einer Kugel in Abhängigkeit von
ihrer Höhe bestimmt werden. Der Versuchsaufbau erfolgt
nach Abbildung 1 des Kugelfallgerätes. An
dem Kugelhalter wird eine Kugel eingespannt und mit
dem „Knopf“ zum halten der Kugel festgehalten. Lässt man
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 Kugel nun auf den Teller auf. Der Teller wird durch
die Kugel hinuntergedrückt und der Schalter S2 wird betätigt.
Durch den Schalter S2 wird die elektronische
Stoppuhr gestoppt, und man erhält die Zeit,
die die Kugel für den freien Fall aus der bestimmten
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. [...]
Inhaltsverzeichnis
- Versuchsaufbau und Versuchsdurchführung
- Grundlagen
- Berechnungen
- Fehlerdiskussion
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Dieser Versuch hat zum Ziel, den freien Fall mit Hilfe eines Kugelfallgerätes zu messen und die Erdbeschleunigung g zu bestimmen. Dabei wird die Fallzeit einer Kugel in Abhängigkeit von ihrer Höhe gemessen. Durch die Analyse der Ergebnisse soll die gleichmäßig beschleunigte Bewegung beim freien Fall bewiesen werden.
- Messung der Fallzeit einer Kugel
- Bestimmung der Erdbeschleunigung g
- Beweis der gleichmäßig beschleunigten Bewegung beim freien Fall
- Anwendungen der Gleichungen der gleichmäßig beschleunigten Bewegung
- Fehleranalyse und -diskussion
Zusammenfassung der Kapitel
1. Versuchsaufbau und Versuchsdurchführung
Dieses Kapitel beschreibt den Aufbau des Kugelfallgerätes und die Durchführung des Experiments. Es werden die einzelnen Komponenten des Gerätes vorgestellt und die einzelnen Schritte der Messung erläutert. Außerdem werden die Parameter, wie die Fallhöhe und die Fallzeit, die während des Experiments gemessen werden, erklärt.
2. Grundlagen
Dieses Kapitel beleuchtet die physikalischen Grundlagen des freien Falls. Es werden die Begriffe der Erdanziehungskraft und der Massenanziehung erläutert. Außerdem wird die gleichmäßig beschleunigte Bewegung als mathematisches Modell für den freien Fall eingeführt.
3. Berechnungen
Dieses Kapitel behandelt die mathematischen Berechnungen, die zur Auswertung der Messergebnisse notwendig sind. Es wird die Berechnung der Erdbeschleunigung g aus den gemessenen Werten für Fallzeit und Fallhöhe gezeigt. Außerdem werden die Gleichungen der gleichmäßig beschleunigten Bewegung verwendet, um die Geschwindigkeit der Kugel während des Falls zu berechnen.
4. Fehlerdiskussion
Dieses Kapitel befasst sich mit der Fehleranalyse des Experiments. Es werden die verschiedenen Fehlerquellen, die zu Ungenauigkeiten in den Messergebnissen führen können, diskutiert und ihre Auswirkungen auf die berechneten Werte der Erdbeschleunigung g eingeschätzt.
Schlüsselwörter
Freier Fall, Erdbeschleunigung, Kugelfallgerät, gleichmäßig beschleunigte Bewegung, Fallzeit, Fallhöhe, Massenanziehung, Gewichtskraft, Fehleranalyse, Versuchsdurchführung.
- Quote paper
- Dipl.-Ing. (FH) Daniel Diers (Author), 2002, Der freie Fall, Bestimmung der Erdbeschleunigung g, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/20078
