Versuch
Info
Gleichförmig beschleunigte Bewegung auf der Luftkissenschiene. Ein Gleiter M wird von der Masse m am Faden über eine Umlenkrolle horizontal beschleunigt. Die beschleunigende Masse m wird hierbei variiert, wobei die Gesamtmasse (M+m) konstant bleibt. Die Messmethode mit einem Ultraschall-Entfernungssensor erlaubt, die Entfernung s(t) als Weg-Zeit-Diagramm auf dem Computer darzustellen. Zudem kann die computerunterstützte Messwerterfassung auch simultan Graphen der Zeitableitungen Geschwindigkeit und Beschleunigung darstellen.
Trägt man die Beschleunigung a über die beschleunigende Masse m auf, so ergibt sich eine Ursprungsgerade. Hieraus kann F~a abgeleitet und die Masse als Proportionalitätsfaktor zur Herleitung der Gleichung F=m⋅a eingeführt werden.
Beschreibung
Hinweise zur Durchführung:
Zur Beschleunigung hängt man n = 0, 2, 3, 4, 5, 6, 8 Massestücke von je 1 g an den Faden. (Es wird empfohlen, mindestens 2 Massestücke zur Beschleunigung des Gleiters zu verwenden, da man sonst aufgrund von Reibungseffekten (Umlenkrolle, Faden auf der Luftkissenschiene) ein stark fehlerbehaftetes Messergebnis erhält.)
Um die zu beschleunigende Gesamtmasse (M+m) konstant zu halten, gibt es auf dem Gleiter einen Behälter, in dem die übrigen Massestücke, welche nicht zur Beschleunigung genutzt werden, deponiert werden.
Bei der früheren Messmethode läuft der Gleiter durch drei Lichtschranken. Aus der für eine gegebene Strecke benötigte Zeit t wird 1/t2 errechnet und in Abhängigkeit von der beschleunigenden Masse dargestellt.