Bei diesem Versuch geht es darum, für die Bewegungsenergie (Fachwort: kinetische Energie) eines Körpers (hier des kleinen Wagens) einen Term zu finden, der die Abhängigkeit von Einflussgrößen beschreibt. So etwas Ähnliches hast du schon bei der Lageenergie gelernt. Hier zeigte sich, dass Epot = m·g·h gilt.
Es liegt die Vermutung nahe, dass die kinetische Energie des Wagens von dessen Masse und Geschwindigkeit abhängt (vgl. hierzu auch die folgende Grundwissensseite).
Um den genauen Zusammenhang herauszufinden, brauchen wir ein Maß für die kinetische Energie des Wagens. In dem dargestellten Versuch besitzt der Wagen am Fuß der schiefen Ebene kinetische Energie. Diese wird beim Hinausfahren des Wagens geringer und in potentielle Energie umgewandelt. Im Umkehrpunkt ist die kinetische Energie Null, es liegt nur noch potentielle Energie vor, die wir bereits berechnen können. Daher sind wir - aufgrund des Energieerhaltungssatzes - zu einer Aussage über die kinetische Energie des Wagens am Fuße der schiefen Ebene in der Lage.
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Versuchsdurchführung:
\[\begin{array}{l}{E_{kin,1}} = {E_{pot,2}} \Rightarrow \\{E_{kin,1}} = m \cdot g \cdot h \Rightarrow \\oder\;knapp:\\{E_{kin}} = m \cdot g \cdot h\end{array}\] |
Hinweis: |
Abhängigkeit der kinetischen Energie von der Geschwindigkeit
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Hinweis: \[\frac{h}{s} = \frac{H}{L} \Rightarrow h = s \cdot \frac{H}{L}\] |
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Vorgegebene Größen: m = 0,154 kg; H = 0,225m; L = 0,900 m; g = 9,81m/s2; Δx = 0,0100m
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Messwerte |
Auswertung |
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s in m
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t in ms
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h in m
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Ekin = m·g·h in J
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v in m/s
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0
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0
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0
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0
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0
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0,104
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14,07
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0,162
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11,57
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0,342
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7,86
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0,363
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7,62
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0,407
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7,08
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Fülle die Tabelle aus und zeichne ein v-Ekin-Diagramm. Welchen Zusammenhang kann man aufgrund des Diagramms zwischen der kinetischen Energie und der Geschwindigkeit vermuten?
