Karusell - Online-Unterricht

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Für je zwei Schüler/innen: Seil mit zwei unterschiedlichen Massen (z. B. Schultasche und Mäppchen)

Arbeitsblatt (dieses hier :-))

Applet: Karussell

Freihand-Experiment (Partnerarbeit),  Applet

1 h

  

Kreis-
bewegung

 

Aufgaben

  1. Vollführe langsame und schnelle Drehbewegungen mit dem leichten und schweren Massen durch.
    Wie beeinflusst die Drehgeschwindigkeit den Winkel zwischen Seil und Vertikalen.
    Wie beeinflusst die Masse den Winkel zwischen Seil und Vertikalen.

  2. Fertige eine Skizze zu diesem Experiment an, zeichne die Gewichtskraft und die Seilkraft ein.
    In welche Richtung müssen diese Kräfte als Zentripetalkraft wirken?
    Welcher Zusammenhang gilt zwischen diesen Kräften (vektoriell)?
    Welche Formel gilt zwischen der Zentripetalkraft, dem Winkel und der Gewichtskraft?

  3. Starte nun das Applet.
    Verändere die Umlaufzeit: Wie verhält sich der Winkel?
    Verändere die Masse: Wie verhält sich der Winkel?
    Betrachte die Skizze: Mit welcher Formel lässt sich der Radius der Kreisbewegung bei einem bestimmten Winkel berechnen?

  4. Überprüfe für verschiedene eingestellte Werte mit deinen Formeln die Angaben zum Radius (aus Seillänge, Winkel, Abstand der Aufhängung zur Drehachse) und zur Zentripetalkraft (aus Winkel und Gewichtskraft bzw. aus Masse, Geschwindigkeit und Radius)

  5. Bem.: Die Bestimmung des Winkels selbst ist nicht trivial (eher eine Aufgabe, die mit Maple oder Derive gelöst werden kann!)