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Simulation einer Luftkissen- oder Rollen-Fahrbahn (Experiment zum 2. Newtonschen Gesetz)
Dieses Applet simuliert eine Luftkissen- oder Rollen-Fahrbahn,wie sie für Versuche zur Bewegung mit konstanter Beschleunigungverwendet wird. Dabei wurde eine Fallbeschleunigung von 9,81 m/s2 vorausgesetzt.
In den Textfeldern kann man die Masse des Wagens, die Massedes beschleunigenden Wägestücks und die Reibungszahl (in gewissen Grenzen) verändern.
Vor jeder Messung sollte mit gedrückter Maustaste die Messstrecke (von der Startposition bis zur Lichtschranke LS, Genauigkeit 5 mm) eingestellt werden. Ein Klick auf den "Start"-Button setzt den Wagen und die Stoppuhr (Digitalanzeige, Genauigkeit 1 ms) in Bewegung. Ein roter Punkt im Zeit-Weg-Diagramm gibt jeweils die momentane Zeit und die bisher zurückgelegte Strecke an. Ist die Zeitmessung abgeschlossen, so wird das Messwertpaar in das Diagramm eingezeichnet. Klickt man anschließend mit der Maus auf den zweiten Button ("Ergebnis registrieren"), so werden die Messwerte auch in die Liste rechts unten eingetragen. Mit Hilfe des weißen Buttons können die Werte einer Messreihe gelöscht werden. Eine Messreihe mit denselben Parametern kann maximal 10 Messungen umfassen.
Zugrundeliegende Formeln:
Anwendung des Newtonschen Kraftgesetzes:
a ... Beschleunigungm ... Masse des beschleunigenden Wägestücksg ... Fallbeschleunigung
m ... Reibungszahl
M ... Masse des Wagens
Bewegung mit konstanter Beschleunigung und Anfangsgeschwindigkeit 0:
s ... Strecke
a ... Beschleunigung
t ... Zeit