EXP:Flugbahn beim Verlassen einer Kreisbewegung & Haftreibungskoeffizient - Versionsgeschichte

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2025-10-16T09:34:20Z

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7>Kstuetz: Kstuetz verschob die Seite EXP:Flugbahn beim Verlassen einer Kreisbewegung nach EXP:Flugbahn beim Verlassen einer Kreisbewegung & Haftreibungskoeffizient

2023-09-05T09:09:45Z

Kstuetz verschob die Seite EXP:Flugbahn beim Verlassen einer Kreisbewegung nach EXP:Flugbahn beim Verlassen einer Kreisbewegung & Haftreibungskoeffizient

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7>Kstuetz am 21. März 2023 um 11:59 Uhr

2023-03-21T11:59:35Z

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Zeile 1:		Zeile 1:
	[[Kategorie:~~In Bearbeitung~~]]		[[Kategorie:Mechanik]]

	<div class="row">		<div class="row">

7>Kstuetz am 21. März 2023 um 11:58 Uhr

2023-03-21T11:58:35Z

← Nächstältere Version		Version vom 21. März 2023, 11:58 Uhr
Zeile 160:		Zeile 160:
	<ul class="example-orbit" data-orbit>		<ul class="example-orbit" data-orbit>
	<li>		<li>
	[[Datei:~~00 Platzhalter~~.~~jpeg~~\|slide 1]]		[[Datei:EXP_Mechanik_Flugbahn_Aufbau.JPG\|slide 1]]
	<div class="orbit-caption">		<div class="orbit-caption">
	~~Platzhalter~~		Versuchsaufbau um die Flugbahn einer Kugel nach dem Verlassen der Kreisbahn zu demonstrieren.
	</div>		</div>
	</li>		</li>
	<li>		<li>
	[[Datei:~~00 Platzhalter_Kolibri~~.~~jpg~~\|slide 2]]		[[Datei:EXP_Mechanik_Flugbahn_Riemen.JPG\|slide 2]]
	<div class="orbit-caption">		<div class="orbit-caption">
	~~Ein Kolibri~~		Zahnriemen um die Drehachse des Wellrads mit dem Elektromotor zu verbinden. Fotograf: Ferdinand Raiber
			</div>
			</li>
			<li>
			[[Datei:EXP_Mechanik_Flugbahn_Lichtschranke.JPG\|slide 3]]
			<div class="orbit-caption">
			Versuchsaufbau zur Bestimmung der Rotationsgeschwindigkeit mit einer Lichtschranke. Fotograf: Nicolas Braatz
			</div>
			</li>
			<li>
			[[Datei:EXP_Mechanik_Flugbahn_Stroboskop.JPG\|slide 4]]
			<div class="orbit-caption">
			Stroboskopbild beim Verlassen der Knetkugel von der Kreisscheibe. Autor: Ferdinand Raiber
			</div>
			</li>
			<li>
			[[Datei:EXP_Mechanik_Flugbahn_Messdaten.JPG\|slide 5]]
			<div class="orbit-caption">
			Messdaten zur Bestimmung des Haftreibungskoeffizienten einer 20-Cent-Münze. Autorin: Katharina Stütz
	</div>		</div>
	</li>		</li>

7>Kstuetz am 21. März 2023 um 11:55 Uhr

2023-03-21T11:55:34Z

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Zeile 120:		Zeile 120:

	Zur quantitativen Auswertung wird die Rotationsgeschwindigkeit der Kreisscheibe parallel gemessen. Pro 0,5 V - Schritt sollten mehrere Umläufe der Kreisscheibe gemessen werden. Die Rotationsgeschwindigkeit zum Zeitpunkt des Abflugs des Objekts sollte über einen längeren Zeitraum gemessen werden. So kann über mehrere Messwerte gemittelt werden.		Zur quantitativen Auswertung wird die Rotationsgeschwindigkeit der Kreisscheibe parallel gemessen. Pro 0,5 V - Schritt sollten mehrere Umläufe der Kreisscheibe gemessen werden. Die Rotationsgeschwindigkeit zum Zeitpunkt des Abflugs des Objekts sollte über einen längeren Zeitraum gemessen werden. So kann über mehrere Messwerte gemittelt werden.

	~~<div class="row">~~
	~~<div class="large-9 columns">~~

	== Auswertung ==		== Auswertung ==
Zeile 132:		Zeile 129:
	Hier wurde der Haftreibungskoeffizient einer 20-Cent-Münze bestimmt. Dazu wurde an dem verwendeten Netzgerät die Spannung in 0,5 V Schritten langsam erhöht und dabei die Winkelgeschwindigkeit gemessen. Bei einem Radius von <math>r = </math> und einer Winkelgeschwindigkeit von <math>\omega = 5,28\,\frac{\text{rad}}{\text{s}}</math> ergibt sich ein Haftreibungskoeffizient für die 20-Cent-Münze von:		Hier wurde der Haftreibungskoeffizient einer 20-Cent-Münze bestimmt. Dazu wurde an dem verwendeten Netzgerät die Spannung in 0,5 V Schritten langsam erhöht und dabei die Winkelgeschwindigkeit gemessen. Bei einem Radius von <math>r = </math> und einer Winkelgeschwindigkeit von <math>\omega = 5,28\,\frac{\text{rad}}{\text{s}}</math> ergibt sich ein Haftreibungskoeffizient für die 20-Cent-Münze von:
	:<math>		:<math>
	\mu = \frac{(\omega \cdot r)^2}{r\~~dot~~ g} = 0,30.		\mu = \frac{(\omega \cdot r)^2}{r \cdot g} = 0,30.
	</math>		</math>
	Dieser Wert liegt im Bereich der Haftreibungskoeffizienten für eine trockene Reibung von Stahl auf Stahl<ref>Formelsammlung und Berechnungsprogramme Maschinen- und Anlagenbau, Url: https://www.schweizer-fn.de/stoff/reibwerte/reibwerte.php#metallwerkstoffe</ref>.		Dieser Wert liegt im Bereich der Haftreibungskoeffizienten für eine trockene Reibung von Stahl auf Stahl<ref>Formelsammlung und Berechnungsprogramme Maschinen- und Anlagenbau, Url: https://www.schweizer-fn.de/stoff/reibwerte/reibwerte.php#metallwerkstoffe</ref>.

	</div>		<div class="row">
	<div class="large-3 columns">		<div class="large-4 columns">
	[[Datei:EXP_Mechanik_Flugbahn_Stroboskop.JPG\|600px\|thumb\|right\|\|Stroboskopbild beim Verlassen der Knetkugel von der Kreisscheibe. Autor: Ferdinand Raiber ]]		[[Datei:EXP_Mechanik_Flugbahn_Stroboskop.JPG\|600px\|thumb\|right\|\|Stroboskopbild beim Verlassen der Knetkugel von der Kreisscheibe. Autor: Ferdinand Raiber ]]
			</div>
			<div class="large-4 columns">
	[[Datei:EXP_Mechanik_Flugbahn_Messdaten.JPG\|600px\|thumb\|right\|\|Messdaten zur Bestimmung des Haftreibungskoeffizienten einer 20-Cent-Münze. Autorin: Katharina Stütz]]		[[Datei:EXP_Mechanik_Flugbahn_Messdaten.JPG\|600px\|thumb\|right\|\|Messdaten zur Bestimmung des Haftreibungskoeffizienten einer 20-Cent-Münze. Autorin: Katharina Stütz]]
	</div>		</div>
			<div class="large-4 columns">

			</div>
	</div>		</div>

7>Kstuetz: /* Auswertung */

2023-03-21T11:51:09Z

Auswertung

← Nächstältere Version		Version vom 21. März 2023, 11:51 Uhr
Zeile 130:		Zeile 130:

	; Quantitativ		; Quantitativ
	Hier wurde der Haftreibungskoeffizient einer 20-Cent-Münze bestimmt. Dazu wurde an dem verwendeten Netzgerät die Spannung in 0,5 V Schritten langsam erhöht und dabei die Winkelgeschwindigkeit gemessen.		Hier wurde der Haftreibungskoeffizient einer 20-Cent-Münze bestimmt. Dazu wurde an dem verwendeten Netzgerät die Spannung in 0,5 V Schritten langsam erhöht und dabei die Winkelgeschwindigkeit gemessen. Bei einem Radius von <math>r = </math> und einer Winkelgeschwindigkeit von <math>\omega = 5,28\,\frac{\text{rad}}{\text{s}}</math> ergibt sich ein Haftreibungskoeffizient für die 20-Cent-Münze von:
			:<math>
			\mu = \frac{(\omega \cdot r)^2}{r\dot g} = 0,30.
			</math>
			Dieser Wert liegt im Bereich der Haftreibungskoeffizienten für eine trockene Reibung von Stahl auf Stahl<ref>Formelsammlung und Berechnungsprogramme Maschinen- und Anlagenbau, Url: https://www.schweizer-fn.de/stoff/reibwerte/reibwerte.php#metallwerkstoffe</ref>.

	</div>		</div>
	<div class="large-3 columns">		<div class="large-3 columns">
	[[Datei:EXP_Mechanik_Flugbahn_Stroboskop.JPG\|600px\|thumb\|right\|\|Stroboskopbild beim Verlassen der Knetkugel von der Kreisscheibe. Autor: Ferdinand Raiber ]]		[[Datei:EXP_Mechanik_Flugbahn_Stroboskop.JPG\|600px\|thumb\|right\|\|Stroboskopbild beim Verlassen der Knetkugel von der Kreisscheibe. Autor: Ferdinand Raiber ]]
			[[Datei:EXP_Mechanik_Flugbahn_Messdaten.JPG\|600px\|thumb\|right\|\|Messdaten zur Bestimmung des Haftreibungskoeffizienten einer 20-Cent-Münze. Autorin: Katharina Stütz]]
	</div>		</div>
	</div>		</div>

7>Kstuetz: /* Auswertung */

2023-03-21T11:38:46Z

Auswertung

← Nächstältere Version		Version vom 21. März 2023, 11:38 Uhr
Zeile 130:		Zeile 130:

	; Quantitativ		; Quantitativ
	Um die		Hier wurde der Haftreibungskoeffizient einer 20-Cent-Münze bestimmt. Dazu wurde an dem verwendeten Netzgerät die Spannung in 0,5 V Schritten langsam erhöht und dabei die Winkelgeschwindigkeit gemessen.

	</div>		</div>

7>Kstuetz am 21. März 2023 um 10:44 Uhr

2023-03-21T10:44:21Z

← Nächstältere Version		Version vom 21. März 2023, 10:44 Uhr
Zeile 120:		Zeile 120:

	Zur quantitativen Auswertung wird die Rotationsgeschwindigkeit der Kreisscheibe parallel gemessen. Pro 0,5 V - Schritt sollten mehrere Umläufe der Kreisscheibe gemessen werden. Die Rotationsgeschwindigkeit zum Zeitpunkt des Abflugs des Objekts sollte über einen längeren Zeitraum gemessen werden. So kann über mehrere Messwerte gemittelt werden.		Zur quantitativen Auswertung wird die Rotationsgeschwindigkeit der Kreisscheibe parallel gemessen. Pro 0,5 V - Schritt sollten mehrere Umläufe der Kreisscheibe gemessen werden. Die Rotationsgeschwindigkeit zum Zeitpunkt des Abflugs des Objekts sollte über einen längeren Zeitraum gemessen werden. So kann über mehrere Messwerte gemittelt werden.

			<div class="row">
			<div class="large-9 columns">

	== Auswertung ==		== Auswertung ==

			; Qualitativ
	Um die Flugbahn der Knetkugel nach Verlassen der Kreisbahn zu bestimmen, wird eine Spiegelreflexkamera mit einer Serienbild-Funktion verwendet. Alternativ kann dies auch mit einer Slow Motion-Aufnahme oder im Präsenzunterricht mittels Dokumentenkamera und Beamer erfolgen. Mithilfe von <q>Paint</q> werden dann die einzelnen Bilder zu einem Stroboskopbild zusammengefügt. Bei einem Video kann auch ein Stroboskopbild mithilfe der Software <q>Tracker</q> erstellt werden.		Um die Flugbahn der Knetkugel nach Verlassen der Kreisbahn zu bestimmen, wird eine Spiegelreflexkamera mit einer Serienbild-Funktion verwendet. Alternativ kann dies auch mit einer Slow Motion-Aufnahme oder im Präsenzunterricht mittels Dokumentenkamera und Beamer erfolgen. Mithilfe von <q>Paint</q> werden dann die einzelnen Bilder zu einem Stroboskopbild zusammengefügt. Bei einem Video kann auch ein Stroboskopbild mithilfe der Software <q>Tracker</q> erstellt werden.

	== Fehlerabschätzung ==		; Quantitativ
			Um die

			</div>
			<div class="large-3 columns">
			[[Datei:EXP_Mechanik_Flugbahn_Stroboskop.JPG\|600px\|thumb\|right\|\|Stroboskopbild beim Verlassen der Knetkugel von der Kreisscheibe. Autor: Ferdinand Raiber ]]
			</div>
			</div>

			<!-- == Fehlerabschätzung == -->

	== Mögliche Probleme und ihre Lösungen ==		== Mögliche Probleme und ihre Lösungen ==
	~~Treten beim~~ Experiment ~~häufiger Fehler auf? Bitte beschreibe~~ sie ~~hier~~.
			* Hat sie Flugbah immernoch eine Parabelform, so kann das daran liegen, dass die Kamera nicht genau senkrecht über dem Experiment steht. Schon eine geringe Abweichung lässt sie Flugbahn parabelförmig erscheinen.
			* Es sollte darauf geachtet werden an der Kamera eine möglichst hohe Bildfrequenz (FPS) zu nutzen. So kann der Flug des Objekts genauer betrachtet werden.

	== Sicherheitshinweise ==		== Sicherheitshinweise ==

7>Kstuetz: /* Auswertung */

2023-03-21T10:35:58Z

Auswertung

← Nächstältere Version		Version vom 21. März 2023, 10:35 Uhr
Zeile 123:		Zeile 123:
	== Auswertung ==		== Auswertung ==

			Um die Flugbahn der Knetkugel nach Verlassen der Kreisbahn zu bestimmen, wird eine Spiegelreflexkamera mit einer Serienbild-Funktion verwendet. Alternativ kann dies auch mit einer Slow Motion-Aufnahme oder im Präsenzunterricht mittels Dokumentenkamera und Beamer erfolgen. Mithilfe von <q>Paint</q> werden dann die einzelnen Bilder zu einem Stroboskopbild zusammengefügt. Bei einem Video kann auch ein Stroboskopbild mithilfe der Software <q>Tracker</q> erstellt werden.

	== Fehlerabschätzung ==		== Fehlerabschätzung ==

7>Kstuetz: /* Versuchsdurchführung */

2023-03-21T10:32:20Z

Versuchsdurchführung

← Nächstältere Version		Version vom 21. März 2023, 10:32 Uhr
Zeile 115:		Zeile 115:
	== Versuchsdurchführung ==		== Versuchsdurchführung ==

	Das Objekt wird ganz außen auf der Kreisscheibe platziert. Der Abstand zwischen der Mitte der Drehachse und dem Schwerpunkt des Objekts muss bestimmt werden. Das Netzgerät wird eingeschaltet und die Spannung in 0,5 V -- Schritten langsam erhöht.		Das Objekt wird ganz außen auf der Kreisscheibe platziert. Der Abstand zwischen der Mitte der Drehachse und dem Schwerpunkt des Objekts muss bestimmt werden. Das Netzgerät wird eingeschaltet und die Spannung in 0,5 V - Schritten langsam erhöht.

	Soll der Versuch qualitativ durchgeführt werden muss das Experiment mit einer Kamera senkrecht von oben gefilmt werden. Dieser so entstandene Film kann dann in Zeitlupe abgespielt werden. Die Flugbahn kann so genau betrachtet werden. Mithilfe einer Videoanalyse-Software kann ausßerdem das Objekt verfolgt werden und so die Flugbahn noch genauer betrachtet werden.		Soll der Versuch qualitativ durchgeführt werden muss das Experiment mit einer Kamera senkrecht von oben gefilmt werden. Dieser so entstandene Film kann dann in Zeitlupe abgespielt werden. Die Flugbahn kann so genau betrachtet werden. Mithilfe einer Videoanalyse-Software kann ausßerdem das Objekt verfolgt werden und so die Flugbahn noch genauer betrachtet werden.

	Zur quantitativen Auswertung wird die Rotationsgeschwindigkeit der Kreisscheibe parallel gemessen. Pro 0,5 V -- Schritt sollten mehrere Umläufe der Kreisscheibe gemessen werden. Die Rotationsgeschwindigkeit zum Zeitpunkt des Abflugs des Objekts sollte über einen längeren Zeitraum gemessen werden. So kann über mehrere Messwerte gemittelt werden.		Zur quantitativen Auswertung wird die Rotationsgeschwindigkeit der Kreisscheibe parallel gemessen. Pro 0,5 V - Schritt sollten mehrere Umläufe der Kreisscheibe gemessen werden. Die Rotationsgeschwindigkeit zum Zeitpunkt des Abflugs des Objekts sollte über einen längeren Zeitraum gemessen werden. So kann über mehrere Messwerte gemittelt werden.

	== Auswertung ==		== Auswertung ==