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Technische Daten

Kreisbewegung mit Cobra DigiMotion Expert-Set

Artikel-Nr.: P6216000

Prinzip

Die gleichförmige Kreisbewegung beschreibt die Bewegung eines Körpers auf einer Kreisbahn mit konstanter Geschwindigkeit. Zur Aufrechterhaltung der Kreisbewegung wirkt stets eine zum Mittelpunkt gerichtete Zentripetalkraft, die die Richtung der Geschwindigkeit, aber nicht deren Betrag ändert. Im Alltag begegnet uns die gleichförmige Kreisbewegung beispielsweise bei drehenden Karussells, Ventilatorblättern oder Gondeln eines Riesenrads. Trotz konstanter Geschwindigkeit ändert sich die Bewegungsrichtung ständig. Die kinetische Energie bleibt dabei konstant, während die Geschwindigkeit kontinuierlich der Kreisbahn angepasst wird. Bei gleicher Geschwindigkeit gilt: Je kleiner der Kreisradius, desto höher die Frequenz; bei größerem Radius entsprechend niedriger. Mit dem MotionBoard kann die Bewegung präzise aufgezeichnet und analysiert werden.

Aufgaben

Lasse einen MotionDot auf einer Kreisbahn mit unterschiedlichen Frequenzen rotieren.
Zeichne die Bewegung mit dem MotionBoard in Echtzeit auf.
Miss die Periodendauer und die Bahngeschwindigkeit für verschiedene Frequenzen.
Untersuche die Messdaten auf Zusammenhänge zwischen Bahngeschwindigkeit, Kreisradius, Frequenz und Winkelgeschwindigkeit.
Wiederhole die Messungen mehrmals, um typische Verlaufskurven zu erhalten.

Lernziele

Die Lernenden sollen zunächst erkennen, dass ein Körper auf einer Kreisbahn trotz konstanter Geschwindigkeit kontinuierlich beschleunigt wird, da sich die Bewegungsrichtung ständig ändert. Sie sollen sich die Begriffe Kreisradius, Frequenz, Winkelgeschwindigkeit, Bahngeschwindigkeit, Geschwindigkeit und Beschleunigung sicher einprägen und von Beginn der Mechanik an befähigt werden, Bewegungen auf einer Kreisbahn zu messen, Periodendauer und Bahngeschwindigkeit zu bestimmen und die Zusammenhänge zwischen Frequenz, Winkelgeschwindigkeit, Bahngeschwindigkeit und Radius zu analysieren.

Vorteile

Präzise digitale Erfassung der Kreisbewegung in Echtzeit mit der LABsense-App
Direkte Auswertung von Periodendauer und Bahngeschwindigkeit
Anschauliche Demonstration der Kreisbewegung
Ideal für Mittel- und Oberstufe

kelgeschwindigkeit, Bahngeschwindigkeit und Radius zu analysieren.

Vorteile

Präzise digitale Erfassung der Kreisbewegung in Echtzeit mit der LABsense-App
Direkte Auswertung von Periodendauer und Bahngeschwindigkeit
Anschauliche Demonstration der Kreisbewegung
Ideal für Mittel- und Oberstufe