Potentielle und kinetische Energie mit dem Timer 2-1

Prinzip

In diesem Versuch sollen die Schüler die Umwandlung potentieller Energie in kinetische Energie verstehen und näher untersuchen. Ein Experimentierwagen wird dazu durch eine Masse im Schwerefeld der Erde beschleunigt. Die beschleunigende Kraft schaltet sich nach einer vorgegebenen Wegstrecke (beziehungsweise Höhe) dadurch selbsttätig ab, dass die Masse den Boden berührt. Der Wagen läuft mit der zuletzt erreichten Geschwindigkeit weiter. Diese wird mit Gabellichtschranke und Zeitmessgerät ermittelt.

Aus der vorgegebenen Höhe sollen die Schüler die potentielle Energie berechnen und über v² auftragen. Die Steigung k (mit der Dimension einer Masse) soll mit der Gesamtmasse m verglichen werden. Daraus ergibt sich m = 2 k. Die an anderer Stelle herzuleitende Formel E_kin = 1/2 m v² soll damit plausibel gemacht werden.

Vorteile

• Besonders genaue und reproduzierbare Messergebnisse durch Einsatz von Gabellichtschranken in Kombination mit dem Timer 2-1
• Der enthaltene Timer 2-1 kann vielseitig auch für andere Anwendungen eingesetzt werden, dank seiner großen Anzeige z.B. auch für Lehrerversuche
• Besonders moderne Abdeckung des Lehrplanthemas "Bewegung" im Schülerversuch