Überblick
Das nebenstehende Experiment wurde 2006 vom Physikkurs der Matthias-Claudius-Schule Bochum durchgeführt; Idee und Bilder stellte uns Herr Stefan Wentzel zur Verfügung. Herr Wentzel baute mit seinem Physikkurs einen Raketenwagen und führte mit unterschiedlichen Treibsätzen und unterschiedlichen Massen Beschleunigungsversuche durch. Diese nahm er mit Video auf, so dass man sie auswerten kann. LEIFIphysik hat 3 der Videos in Animationen eingebaut und mit Maßstab und Uhr versehen, so dass man sie direkt auswerten kann.
Baudetails
Wie der Wagen (selbst gebaut) ist, entnimmt man am besten den Bildern. Die Versuche mit Raketentreibsätzen bedürfen entsprechender Sicherheitsvorkehrung (freier, abgesicherter Platz, keine entzündlichen Materialien im Fahrbereich etc.).
Als Raketentreibsätze wurden Raketentreibsätze der Firma Opitec verwendet. Es gibt 3 Sorten, die ab 18 Jahren frei erworben und ohne entsprechende Lizenz (T2-Schein) betrieben werden dürfen, sie dürfen nicht mehr als 20 g Treibladung (meist Schwarzpulver) haben: Der 10er-Pack solcher Treibladungen kostete im November 2006 je nach Bezugsquelle und Treibsatzart zwischen 10 € und 15 €.
Die Daten der verwendeten Treibsätzen sind (Der Buchstabe gibt die Impulsklasse an, die erste Zahl den Schub in N, die zweite Zahl die Verzögerung in s)
| Gesamtimpuls | Schub | Schubdauer | Verzögerung | |
| Treibsatz A8-3 | 2,5 Ns | 7,81N (Gemessener Wert aber 3,9N) | 0,32s | 3s |
| Treibsatz B4-4 | 5 Ns | 4,15N | 1,2s | 4s |
| Treibsatz C6-3 | 10 Ns | 5,85N | 1,7s | 3s |
Teilversuch 1: Wagen leer, ein Treibsatz
Wagenmasse: m = 1,3 kg. Verwendeter Treibsatz: C 6-3 (5,65 N Schubkraft)
Aufgaben
1. Fertige eine t-x-Tabelle (Werte dafür Bild für Bild aus)
2. Übertrage die t-x-Tabelle in ein Tabellenkalkulationsprogramm (z.B.Excel)
3. Stelle das t-x-Diagramm graphisch dar. (mittels Tabellenkalkulation)
4. Erstelle mittels Tabellenkalkulation ebenso ein t-v-Diagramm
5. Ermittle mittels Ausgleichsgerade die Beschleunigung in der ersten halben Sekunde und daraus die Schubkraft
Teilversuch 2: Wagen beladen, ein Treibsatz
Wagenmasse + Bücher: m = 2,4 kg. Verwendeter Treibsatz: C 6-3 (5,65 N angegebene Schubkraft)
Aufgaben
1. Fertige eine t-x-Tabelle (Werte dafür Bild für Bild aus)
2. Übertrage die t-x-Tabelle in ein Tabellenkalkulationsprogramm (z.B.Excel)
3. Stelle das t-x-Diagramm graphisch dar. (mittels Tabellenkalkulation)
4. Erstelle mittels Tabellenkalkulation ebenso ein t-v-Diagramm
5. Ermittle mittels Ausgleichsgerade die Beschleunigung in der ersten halben Sekunde und daraus die Schubkraft
Teilversuch 3: Wagen leer, zwei Treibsätze
Wagenmasse: m = 1,3 kg. Verwendeter Treibsatz: 2 mal C 6-3 (11,3 N Schubkraft)
Aufgaben
1. Fertige eine t-x-Tabelle (Werte dafür Bild für Bild aus)
2. Übertrage die t-x-Tabelle in ein Tabellenkalkulationsprogramm (z.B.Excel)
3. Stelle das t-x-Diagramm graphisch dar. (mittels Tabellenkalkulation)
4. Erstelle mittels Tabellenkalkulation ebenso ein t-v-Diagramm
5. Ermittle mittels Ausgleichsgerade die Beschleunigung in der ersten halben Sekunde und daraus die Schubkraft