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Fachbrief Nr. 5 Physik 16.09.2007

Die Wegintervalle ∆s können mit ∆list berechnet werden. ∆t beträgt in diesem Fall 0,05 s. Mit

der Listenoperation ∆list(ballfall)/0.05 → ballvel wird die Liste der Intervallgeschwindigkeiten

erzeugt, die die entsprechenden Momentangeschwindigkeiten approximiert. Die Liste ballvel

wird anschließend in der Tabelle von Abb. 11 in Spalte C eingelesen. Nachdem die Spalten

A, B und C markiert worden sind, können sie wie bereits beschrieben grafisch dargestellt

werden (Abb. 14). Es sind das Weg-Zeit- und das Geschwindigkeitszeitdiagramm gezeichnet

worden.

Die einzelnen Messwerte sind durch Kreuze deutlicher zu sehen. Man erkennt, dass die

Geschwindigkeit als Geradenstücke dargestellt wird. Das ist ein Nachweis dafür, dass die

Luftreibung in diesem Versuch keine Rolle spielt. Nach der Reflexion tritt zunächst die

maximale Geschwindigkeit auf, die dann linear abnimmt. Wenn der Ball seinen höchsten

Punkt erreicht, ist die Geschwindigkeit null. Danach fällt der Ball, die Geschwindigkeit nimmt

in der entgegengesetzten Richtung wieder zu. Aus den Steigungen der Geradenstücke

können die Beschleunigungen berechnet werden. In der Vollbilddarstellung in Abb. 15 lassen

sich die Werte einfacher ablesen.

Abb. 14: Weg-Zeit- und Geschwindigkeits- Abb. 15: Vollbilddarstellung

Zeit-Diagramm

Für das erste Geradenstück liest man als obersten und untersten Punkt ab:

t = 0,8 s und v = 3,417 ms

-1

bzw. t = 1,6 s und v = –3,688 ms

-1

Für das zweite Geradenstück erhält man:

t = 1,75 s und v = 2,817 ms

-1

bzw. t = 2,35 s und v = –2,981 ms

-1

Daraus berechnet man Beschleunigungen von a = 8,88 ms

-2

und a = 8,92 ms

-2

Diese Ergebnisse weichen deutlich von der Erdbeschleunigung g = 9,81 ms

-2

ab.

Wie bereits gezeigt, kann die Luftreibung nicht der Grund sein. Es kann nachgewiesen

werden, dass die Abweichung von 0,9 ms

-2

durch den Auftrieb des Balles in der Luft

verursacht wird. (Keunecke 1998, Experimente zur Mechanik, Auswertung mit dem CAS des

TI-92, S.33–34, TI-Dokumentation)

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