Schülerübung Höhenenergie kinet. Energie mit Lichtschranken: Unterschied zwischen den Versionen

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==Bestandteile==
==Bestandteile==
4 Plexiglasröhren
* 6 Plexiglasröhren
4 Metallzylinder
* Rechenstäbe
ganz viele Klemmen
* Lichtschranken
Lineale,
evtl. Schalen mit Polstermaterial zum Auffangen
Mecruphykästen
 
Schalen mit Polstermaterial zum Auffangen
==Einsatzmöglichkeiten==
==Einsatzmöglichkeiten==
Klasse 9 (Einführung der kinetischen Energie)
Klasse 9 (Einführung der kinetischen Energie)
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File:Fallversuche mit Mecruphy (3).jpg
File:Fallversuche mit Mecruphy (3).jpg
File:Fallversuche mit Mecruphy (4).jpg
File:Fallversuche mit Mecruphy (4).jpg
Datei:Fallbeschleunigung.jpeg | Rechenstäbe (rosa ist sehr geeignet) Messunsicherheit thematisieren
</gallery>
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===Ablauf===
===Ablauf===
Die Schüler sollen für verschiedene Fallhöhen, die Geschwindigkeit bestimmen. Dazu justieren sie für jeden Messwert eine andere Höhe für das Ende des Plexiglasrohrs. Werfen den Metallzylinder hinein und lesen die Verdunklungszeit ab.
Die Schüler sollen für verschiedene Fallhöhen, die Geschwindigkeit bestimmen. Dazu justieren sie für jeden Messwert eine andere Höhe für das Ende des Plexiglasrohrs. Werfen den Holzstab hinein und lesen die Verdunklungszeit ab.


Aus dieser und der Länge des Zylinders bestimmen sie die Geschwindigkeit und leiten daraus den quadratischen Zusammenhang her.
Aus dieser und der Länge des Holzstabs bestimmen sie die Geschwindigkeit und leiten daraus den quadratischen Zusammenhang her. Dabei kann man wunderbar die Messunsicherheit thematisieren, denn bei einem kurzer Stab kommt man an die Grenze des Messbereichs, aber mit einem langen misst man nur die Durchschnittsgeschwindigkeit.


== Tipps und Tricks==
== Tipps und Tricks==
Das funktioniert recht gut, aber es entstehen natürlich bei größeren Höhen immer größere Messfehler. Um kleine Rundungsfehler zu erzielen sollten die Zylinder mehrere cm lang sein (z.B. die Gummiaufsätze der Mecruphywägen), dann fällt aber bei großer Höhe die Veränderung der Geschwindigkeit während der Verdunkelung ins Gewicht.
Die Schülerübung ist sehr geeignet, um Methodenkonpetenz beim Messung zu erlangen, aber dafür muss der Umgang mit der Lichtschranke insbesondere das Berechnen der geschwindigkeit vorentlastet werden => 2 Schülerübungen verwenden.
 
Für den SG Zweig bietet sich eine Exceltabelle an die aus der Zeit die Geschwindigkeit berechnet zum direkt ablesen.


Kugeln eignen sich gar nicht in den Röhren, die Rüöhre sorgt für massive Turbulenzen und Reibungseffekten.
Kugeln eignen sich gar nicht in den Röhren, die Röhre sorgt für massive Turbulenzen und Reibungseffekten.


Außerdem müssen die Schüler auf gleiche Startbedingungen achten, bei der Höhe und auf die Nullpunktsposition durch die Lichtschranke siehe Foto
Außerdem müssen die Schüler auf gleiche Startbedingungen achten, bei der Höhe und auf die Nullpunktsposition durch die Lichtschranke siehe Foto

Aktuelle Version vom 2. November 2025, 12:43 Uhr

Bestandteile

  • 6 Plexiglasröhren
  • Rechenstäbe
  • Lichtschranken

evtl. Schalen mit Polstermaterial zum Auffangen

Einsatzmöglichkeiten

Klasse 9 (Einführung der kinetischen Energie)

Arbeitsblatt zum Versuch

Versuchsaufbau

  • Bilder zum Versuch
  • Fallversuche mit Mecruphy (1).jpg
  • Fallversuche mit Mecruphy (5).jpg
  • Fallversuche mit Mecruphy (3).jpg
  • Fallversuche mit Mecruphy (4).jpg

  • Rechenstäbe (rosa ist sehr geeignet) Messunsicherheit thematisieren

Ablauf

Die Schüler sollen für verschiedene Fallhöhen, die Geschwindigkeit bestimmen. Dazu justieren sie für jeden Messwert eine andere Höhe für das Ende des Plexiglasrohrs. Werfen den Holzstab hinein und lesen die Verdunklungszeit ab.

Aus dieser und der Länge des Holzstabs bestimmen sie die Geschwindigkeit und leiten daraus den quadratischen Zusammenhang her. Dabei kann man wunderbar die Messunsicherheit thematisieren, denn bei einem kurzer Stab kommt man an die Grenze des Messbereichs, aber mit einem langen misst man nur die Durchschnittsgeschwindigkeit.

Tipps und Tricks

Die Schülerübung ist sehr geeignet, um Methodenkonpetenz beim Messung zu erlangen, aber dafür muss der Umgang mit der Lichtschranke insbesondere das Berechnen der geschwindigkeit vorentlastet werden => 2 Schülerübungen verwenden.

Für den SG Zweig bietet sich eine Exceltabelle an die aus der Zeit die Geschwindigkeit berechnet zum direkt ablesen.

Kugeln eignen sich gar nicht in den Röhren, die Röhre sorgt für massive Turbulenzen und Reibungseffekten.

Außerdem müssen die Schüler auf gleiche Startbedingungen achten, bei der Höhe und auf die Nullpunktsposition durch die Lichtschranke siehe Foto

  • Fallversuche mit Mecruphy (2).jpg

Anmerkungen des W-Seminars "Der Traum vom Fliegen"

Auch bei diesem Versuch ist zu beachten, dass den Metallzylindern keine Anfangsgeschwindigkeit mitgegeben wird, wenn man ihn per Hand hineinwirft. Dies kann beispielsweise durch eine Schaltvorrichtung verhindert werden. Allerdings wird es für die Schüler dann komplizierter den Versuch selbst durchzuführen. (Katharina) Zudem kann die Luft in dem Rohr nicht zur Seite ausweichen, wodurch der Zylinder einen höheren Widerstand hat, welcher das Ergebnis verfälscht.(Alexander Schlittenbauer)

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