Wurfbewegung und kinetische Energie
1 · Vorhersagen
Wenn Sie den Ball schneller abfeuern, wie ändern sich dann seine kinetische Energie beim Abschuss und seine maximale Höhe?
- Beides nimmt zu
- Sie bleiben gleich
- Die kinetische Energie nimmt zu, aber die Höhe bleibt gleich
2 · Aufbauen
- Öffnen Sie die Projektilsimulation und drücken Sie Zurücksetzen.
- Aktivieren Sie die Geschwindigkeitssonde und die Höhenanzeige.
- Stellen Sie unten die Startgeschwindigkeit für jeden Versuch ein, drücken Sie „Play“ und zeichnen Sie die Spitzenwerte auf.
3 · Daten sammeln
| Masse m (kg) | Startgeschwindigkeit v (m/s) | KE = ½mv² (J) | Maximale Höhe h (m) |
|---|---|---|---|
| 1.00 | 8.00 | ||
| 1.00 | 10.00 | ||
| 1.00 | 12.00 |
Tragen Sie die maximale Höhe h (y-Achse) gegen die kinetische Energie beim Start KE (x-Achse) auf.
4 · Auswerten
- Zeigen Sie Ihre Arbeit bei der Berechnung von KE = ½mv² für einen Versuch und vergleichen Sie sie mit der kinetischen Energieanzeige der Simulation.
- Beschreiben Sie die Beziehung zwischen der kinetischen Energie des Starts und der maximalen Höhe. Ist es linear? Nennen Sie Zahlen aus Ihrer Tabelle.
5 · Vertiefen
- Welcher Startwinkel ergibt bei einer festen Geschwindigkeit die größte maximale Höhe? Erklären Sie, warum.
- Echte Projektile erreichen nicht die Höhe, die Ihre Tabelle vorhersagt. Wohin geht die fehlende Energie?
Die Physik hinter diesem Experiment
Kinetische Energie
Die Bewegungsenergie beim Start, basierend auf der Masse und der Startgeschwindigkeit, die Sie für jeden Versuch festlegen.
Gravitative potenzielle Energie
Die auf der Spitzenhöhe des Balls gespeicherte Energie. Aufgrund der Erhaltung der mechanischen Energie sollte diese der kinetischen Energie beim Start entsprechen, wenn der Luftwiderstand ignoriert wird – das ist die Beziehung, die Ihre Datentabelle testet.