Stundenprotokoll Kurs: Physik Fachlehrer: Hr. Winkowski Zeit: Mittwoch den 15-09-2010, 3. Block (12.00-13.30 Uhr) Rahmenthema: Durchführung von Weg-Zeit-Messungen Stundenthema: Versuch der Luftkissenfahrbahn, Gewitter/Berechnung von Zeit und Entfernung sowie der Versuch Kugel auf schiefer Ebene Protokollant: Vincent Muchison I. Kurze Anmerkung zu Stundenprotokollen - Protokolle sollen die komplette Aufgabenstellung beinhalten - Antwortsätze werden immer mit angegeben - Bitte vollständige Sätze bilden! II. Kurze Wiederholung der letzten Unterrichtsstunde - Namen der Planeten werden durchgegangen - Wiederholung des Sprichworts: Mein Vater erklärt mir jeden Sonntag unsere neun Planeten (Merkur, Venus, Erde, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun, Pluto ) III. Einstieg: Vorstellung der Luftkissenfahrbahn Hr. Winkowski stellt den Kollegiaten die Luftkissenfahrbahn vor. Hierzu wird Luft in eine Schiene geblasen, in welche obenliegend Löcher eingarbeitet sind. Auf diese Schiene wird ein Schlitten aufgetragen, der, durch das sich unter ihm befindliche Luftpolster, leicht abhebt und knapp über der Schienenoberfläche schwebt! Durch dieses Prinzip kann man den Schlitten nahezu reibungsfrei über die Schienen bewegen! Anwendungsgebiet z.b. im Hovercraft IV. Versuch (I) mit der Luftkissenfahrbahn Versuchsaufbau: Benötigte Materialien: Aluschiene mit obenliegenden Löchern sowie Streckenmarkierungen, Schlitten/Gleiter, Gebläse, Schlauch, Stoppuhren.
Skizze: Versuchsdurchführung: Hierzu wird der Schlitten an den Messpunkt Null gebracht und nach einem Signal, durch einen Anstoß über die Schiene bewegt. Bei der ersten Messung langsam, bei der Zweiten schnell. Des Weiteren werden zehn Kolligiaten angehalten, jeweils einer pro Messpunkt, die vom Schlitten benötigte Zeit, unter Zuhilfenahme einer Stoppuhr, zu messen. Der Schlitten benötigt unten angegebene Zeiten, um entsprechende Messpunkte am Modell zu passieren! (Hier finden Sie s/cm zur Vereinfachung) Beobachtung: Weg-Zeit-Messung Messtabelle 1. Messung 2. Messung s/cm 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 t/s 0 1 1,9 3 4 5,1 6,1 7,1 8,2 9,5 11,1 t/s 0 0,2 0,6 1,3 2 2,4 2,6 3 3,9 4,2 5
Auswertung: Weg-Zeit-Diagramm Index Geschwindigkeit: v = s t 1. Messung = V 1 = 50cm = 10cm 5s s 2. Messung = V 1 = 50cm = 21,7 cm 2,3s s V. Anmerkung: Aus der Mathematik Merksatz: Wenn zwei abhängige Größen eine Ursprungsgerade ergeben, dann sind sie proportional!
Proportionalität: Verdoppeln, halbieren oder verdreifachen Sie eine dieser Größen, dann verhält sich dies auch genauso mit der Anderen. Weg ~ Zeit s ~ t ist proportional s/t = Konstante, weil die Größen proportional sind! hier: Konstante = die Geschwindigkeit! v = s/t Gradlinig gleichförmige Bewegung, wenn v = konstant! VI. Tafelbild zum Gewitter, über zeitlichen Abstand zwischen Blitz und Donner! Skizze: - Es folgten auch kleinere Rechnungen zu diesem Thema Der Blitz kann zuerst visuell wahrgenommen werden und darauf folgend auch auditiv in Form des Donners. Der Donner gehört zum Blitz und entsteht, durch explosionsartige Ausdehnung der Luft, während sich der Blitz den Weg durch die Atmosphäre sucht. c = Lichtgeschwindigkeit = 300.000 km h
Schallgeschwindigkeit = 343 m s Kleine Zwischenrechnung: Die Zeitdifferenz zwischen Blitz und Donner beträgt 5 Sekunden! Frage: Wie weit ist das Gewitter entfernt? Gegeben: t = 5 s Gesucht: s =? v = 343 m s Lösung: s = v * t Eingesetzt: s = 343 m * 5 s = 1715 m s A: Das Gewitter ist noch 1715 m weit entfernt! VII. Versuch nach Galileo Galilei Kugel auf schiefer Ebene Versuchsaufbau: Benötigte Materialien: Kugel aus Metall, schiefe Ebene mit Sperrvorrichtung und Seitenbegrenzung für die Kugel. Skizze:
Versuchsdurchführung: Die Kugel wird an das obere Ende der schiefen Ebene, in eine Sperrvorrichtung gesetzt. Die Sperrvorrichtung wird gelöst, worauf sich die Kugel in Bewegung setzt und zum unteren Ende rollt. Beobachtung: Ohne Zuhilfenahme jeglicher Messinstrumente ist es ersichtlich, dass die Kugel, zum unteren Ende der Ebene hin, an Geschwindigkeit zunimmt. Dies kann man auch durch eine verstärkte Geräuschentwicklung der Rollbewegung wahrnehmen. VIII. Hausaufgabe Versuch Galilei Nachbau (Kugel auf Schiefer Ebene) - Skizzieren Sie den Versuch und bemühen Sie sich ihn zu beschreiben! Der Protokollführer (Unterschrift) Fachlehrer (Unterschrift) Vincent Muchison Hr. Winkowski