Physik verstehen 4, Schulbuch

28 2  Arbeitsheft-Seite 17 28.1 Seile sichern die Kletterin. 1. Welche Bewegung macht ein frei fallender Körper? In memoriam Galileo Galilei – fallende Körper (Abb. 28.2) Stelle laut Abb. 28.2 zwei verschiedene Fallschnüre mit Schraubenmuttern und Nähfaden her. Stelle dich auf einen Tisch. Die Schüre werden laut Abbildung positioniert. Lass sie nacheinander auf den Boden fallen. Achte auf die Zeitabstände beim Aufprallen. Was kannst du daraus erkennen? Bei V1 siehst du, dass der Aufprall der Schraubenmuttern mit gleichen Abständen immer rascher erfolgt. Die Schraubenmuttern legen den 2-, 3- bzw. 4- fachen Weg zurück, brau- chen aber weniger als die 2-, 3- bzw. 4-fache Zeit dafür. Daraus kannst du schließen, dass sie beim Fallen immer schneller werden. Die Schraubenmuttern mit größer werdenden Abständen prallen in glei- chen Zeitabständen auf. Die 2. Schraubenmutter braucht für den 4-fachen Weg nur die doppelte Zeit, die 3. Schraubenmutter für den 9-fachen Weg nur die 3-fache Zeit und die 4. Schraubenmutter für den 16-fachen Weg nur die 4-fache Zeit. Daraus können wir erkennen, dass es sich beim freien Fall um eine Bewe- gung mit gleichmäßiger Geschwindigkeitszunahme handelt. M Frei fallende Körper vollführen eine beschleunigte Bewegung. 2. Wie groß ist die Fallbeschleunigung auf der Erde? Wie schnell wird der Ball, wenn er fällt? (Abb. 28.3) Lass aus einer Höhe von 5m einen Ball, zB einen Tennisball, auf den Boden fallen. Ein Metronom tickt im 1-Sekunden-Takt. Lass den Ball zu Beginn des Taktes los. Angeblich fällt ein freifallender Körper in der 1. Sekunde 5m. Überprüfe es beim Ball mit dem Metronom. Bei V2 braucht der fallende Ball für 5m fast genau 1 Sekunde. Da bei einer gleichmäßig beschleunigten Bewegung die Beschleunigung zahlenmäßig immer doppelt so groß wie der Weg in der 1. Sekunde ist, muss die Fallbe- schleunigung g (lat. gravitas = Schwere) rund 10m/s 2 betragen. Die Ursache ist die dauernd wirkende Gravitationskraft (Anziehungskraft) bzw. die Gewichtskraft zwischen fallendem Körper und der Erde. Die Fallbeschleunigung ist nicht an allen Stellen der Erde gleich groß. Sie beträgt an den Polen etwa 9,83m/s 2 , am Äquator nur 9,78m/s 2 . In unseren Breitengraden können wir mit 9,81m/s 2 rechnen. Die Fallbeschleunigung nimmt auch mit zunehmender Entfernung vom Erdmittelpunkt ab (Abb. 28.4). V1 V2 60 cm 60 cm 60 cm 60 cm 105 cm 75 cm 45 cm 15 cm 15 · 16 15 · 9 15 · 4 15 · 1 28.2 In memoriam Galileo Galilei – fallende Körper Der freie Fall 5m Metronom (Frequenz 1Hz) Start Aufprall 28.3 Wie schnell wird der Ball, wenn er fällt? g /9 = 1,09m/s 2 g /4 = 2,45m/s 2 g = 9,81m/s 2 3 r 2 r r r r M Erde 28.4 Abnahme der Erdbeschleunigung mit der Entfernung vom Erdmittelpunkt 28.5 Fallende Federn 28.6 Im Herbst fallen die Blätter von den Bäumen. Arbeitsblätter b252n3 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv