Ziel: In dieser Unterrichtseinheit wollen wir Kreisbwegungen physikalisch beschreiben.
Wassereimer schleudern
Ein mit Wasser gefüllter Eimer soll an einem Seil gebunden in einer Ebene senkrecht zum Boden geschleudert werden.
- Notiere deine Beobachtungen.
- Wie kannst du dir deine Beobachtungen erklären?
- Unter folgendem Link wird eine gleichförmige Kreisbewegung dargestellt.
- Überlege dir, wie du jemand anderem, ohne die Animation zu zeigen, die Kreisbewegung vollständig beschreiben kannst. Welche phyiklaischen Größen benötigt man?
- Bei einer Kreisbwegung mit einem Bahnradius von 0.5 m schafft ein Körper in 13.5 s ingesamt 17 Umdrehungen.
- Berechne die Periodendauer der Bewegung.
- Berechne den Drehwinkel nach 10 s.
- Berechne die zurückgelegte Bahnstrecke nach 10 s.
- Berechne die Geschwindigkeit des Körpers entlang der Kreisbahn.
- Wir widerholen den Versuch von eben mit einem Ball.
Was würde mit dem Ball passieren, wenn man das Seil während der Bewegung an einer Stelle durchschneiden würde? Zeichne eine Skizze.
- Beschreibe, wie eine Bewegung aussieht, wenn auf sie keine Kräfte wirken.
- Wir wollen nun genauer klären, welche Kräfte auf den Ball einwirken. Die Gravitationskraft vernachlässigen wir dafür vorerst. Wir schauen von der Seite auf die Kreisbewegung.
- Welche Kräfte müssen auf den Ball wirken, damit er diese die Bewegung ausüben kann?
- Stelle dir nun vor, du bewegst dich mit der Kreisbewegung hinter dem Ball mit.
- Beschreibe die Bewegung des Balls aus deiner Beobachtungsperspektive.
- Ein an dem Faden fesgebundener Federkraftmesser zeigt trotzdem noch 3 N in Richtung des Kreismittelpunktes an. Welche Kraft muss auf den Ball wirken damit er die von dir zu beobachtende Bewegung ausführen kann?
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Erkläre, wieso das Wasser beim Experiment Wassereimer schleudern nicht aus dem Eimer gelaufen ist.
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