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==Praktikum: Äquipotentialflächen messen==
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===Arbeitsauftrag===
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[[Datei:Praktikum_Äquipotentiallinien_Kondensator.jpg|thumb|Als "Kondensatorplatten" kann man auch zwei kurze Stativstangen nehmen.]]
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*Zeichnen Sie für einen Kondensator und einen elektrischen Dipol die Äquipotentialflächen (Linien) für 0V, 1V, ... ,9V, 10V.
  
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*Erstellen Sie jeweils ein Diagramm des Potentials und der Feldstärke über den Ort.
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:Beim Kondensator auf der Symmetrieachse senkrecht zu den "Platten", beim Dipol auf der Verbindungslinie zwischen den Polen.
  
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==Aufgaben zur Trägheit und geradlinig gleichförmigen Bewegung==
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*Berechnen Sie für den Kondensator und den Dipol die elektrische Feldstärke an einer selbst ausgewählten und auf dem Papier markierten  Stelle. Bestimmen Sie die Kraft, die dort auf ein Elektron wirkt.
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===1 Anschnallen===
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Die Gurtpflicht beim Autofahren wurde in der Bundesrepublik Deutschland 1976 für die Vordersitze und 1984 für die Rücksitze eingeführt. Für Reisebusse gilt sie seit 1999.
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<br> Erkläre aus physikalischer Sicht die Funktion des Sicherheitsgurtes.
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===2 "Anschubsen"===
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;Material
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Anna "schubst" eine liegende Münze auf dem Tisch an. Nach ungefähr einem Meter bleibt die Münze liegen. Wenn sie die Münze auf die Kante stellt und anschubst, dann rollt die Münze viel weiter.
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:Netzgerät, Kroko-Kabel,  eckige Tonnenfüße, 200g-Gewichte, feuchtes Papier, Multimeter mit Messkabel
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<br>Erkläre das mit Hilfe der wirkenden Kräfte auf die Münze.
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;Aufbau
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:Das Papier vollständig nass machen und etwas abtropfen lassen. Es ist wichtig, dass es während der Messung gleichmäßig feucht ist. Angetrocknete Stellen verfälschen das Ergebnis!
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:Der Kondensator wird aus vier eckigen Standfüßen gebaut, der Dipol aus zwei 200g-Gewichten.
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:Mit zwei Kroko-Kabeln werden die Pole an das Netzgerät angeschlossen. Den Minuspol legt man als 0V fest ("Erde")
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:Mit dem Multimeter die Potentialdifferenz (Spannung) zwischen Minuspol und einer Stelle auf dem Papier messen und Orte gleichen Potentials z.B. 4V auf dem Papier markieren.
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:Die Spannung am Netzteil wird so geregelt, dass der Pluspol auf dem Potential von 10V liegt (am Papier gemessen!).  
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===3 Die Erddrehung===
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===Beobachtungen===
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Die Erde dreht sich in 24 Stunden einmal um sich selbst. Dadurch bewegen wir uns in Freiburg mit einer Geschwindigkeit von ca. 1000 km/h von Westen nach Osten.
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<br>a) Springe ich in Freiburg vom Boden hoch, dann berühre ich die Erde nicht mehr. Dann müßte sie sich doch mit 1000km/h unter mir wegbewegen? Erkläre warum das nicht so ist.
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<br>b) Wenn ein Flugzeug mit der Geschwindigkeit von 1000km/h von Osten nach Westen fliegt, dann steht es eigentlich still. Warum braucht es trotzdem Motoren, die es antreiben?
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===4 Ein Luftkissenball===
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[[Datei:Aufgabe_Luftkissenfußball_Bahn.png|right|400px]]
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Ein Luftkissenball bewegt sich auf der gezeichneten Bahn:
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<br>(1) Anschubsen
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<br>(2) Niemand berührt den Ball
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<br>(3) eine Rechtskurve
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<br>(4) Niemand berührt den Ball
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<br>(5) Anhalten
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Zeichne für alle Phasen der Bewegung die wirkende Kraft mit einem Pfeil ein.
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<br style="clear: both" />
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===5 In der Straßenbahn===
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[[Datei:Straßenbahn_fahren.jpg|thumb|left]]
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Peter fährt mit der Straßenbahn in die Schule.
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*In welchen Situationen muss er sich festhalten, wann nicht?
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*Erkläre dies mit den Begriffen Massenträgheit und Kraft.
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<br style="clear: both" />
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===6 Kinderwagen schieben===
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Manfred schiebt den Kinderwagen mit einer gleichbleibenden Geschwindigkeit. Dazu muss er mit einer Kraft von 10N drücken. Der Kinderwagen hat eine Masse von 7kg.
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<br>Zeichne in das Schnittbild des Kinderwagens alle wirkenden Kräfte ein. (<math>1\,\rm cm \hat = 10\,\rm N</math> )
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===7 Flugzeug fliegen===
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Damit ein Airbus 350 mit konstant 900km/h fliegen kann wird er von zwei Triebwerken mit zusammen ca. 600kN angeschoben. Er hat eine Masse von ca. 150t.
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<br>Zeichne in das Schnittbild die wirkenden Kräfte maßstabsgerecht ein. (<math>1\,\rm cm \hat = 300000\,\rm N</math>)
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===8 Fahrrad fahren===
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Wenn Diana konstant mit einer großen Geschwindigkeit fahren will, dann muss sie auch "fest reintreten". Warum ist das wohl so?
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<br>a) Erkläre warum Diana langsamer wird, wenn sie aufhört zu treten.
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[[Datei:Fahrrad_Widerstandsdiagramm_kmProh.png|left|400px]]Den Widerstand durch die Reibung der Räder am Boden nennt man Rollwiderstand, den Widerstand durch die Reibung an der Luft Luftwiderstand. Das Diagramm zeigt wie groß der Rollwiderstand, der Luftwiderstand und der Gesamtwiderstand bei verschiedenen Geschwindigkeiten ist.
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<br>b) Wie groß ist der Rollwiderstand, der Luftwiderstand und der Gesamtwiderstand bei 20km/h und bei 40km/h?
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<br>c) Zeichne in die beiden Schnittbilder die wirkenden Kräfte bei 25km/h und bei 50km/h ein. (<math>1\,\rm cm \hat = 50\,\rm N</math>) Diana hat mit Rad eine Masse von 50kg.
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<br>d) Erkläre nun, warum Diana bei größeren Geschwindigkeiten auch fester treten muss.
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<br style="clear: both" />
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[[Datei:FahrradfahrerIn_Schnittbild.png|350px]]
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[[Datei:FahrradfahrerIn_Schnittbild.png|350px]]
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===[[Aufgaben zur Trägheit und geradlinig gleichförmiger Bewegung (Lösungen)|Lösungen]]===
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Aktuelle Version vom 18. März 2026, 07:58 Uhr

Praktikum: Äquipotentialflächen messen

Arbeitsauftrag

Als "Kondensatorplatten" kann man auch zwei kurze Stativstangen nehmen.
  • Zeichnen Sie für einen Kondensator und einen elektrischen Dipol die Äquipotentialflächen (Linien) für 0V, 1V, ... ,9V, 10V.
  • Erstellen Sie jeweils ein Diagramm des Potentials und der Feldstärke über den Ort.
Beim Kondensator auf der Symmetrieachse senkrecht zu den "Platten", beim Dipol auf der Verbindungslinie zwischen den Polen.
  • Berechnen Sie für den Kondensator und den Dipol die elektrische Feldstärke an einer selbst ausgewählten und auf dem Papier markierten Stelle. Bestimmen Sie die Kraft, die dort auf ein Elektron wirkt.
Material
Netzgerät, Kroko-Kabel, eckige Tonnenfüße, 200g-Gewichte, feuchtes Papier, Multimeter mit Messkabel
Aufbau
Das Papier vollständig nass machen und etwas abtropfen lassen. Es ist wichtig, dass es während der Messung gleichmäßig feucht ist. Angetrocknete Stellen verfälschen das Ergebnis!
Der Kondensator wird aus vier eckigen Standfüßen gebaut, der Dipol aus zwei 200g-Gewichten.
Mit zwei Kroko-Kabeln werden die Pole an das Netzgerät angeschlossen. Den Minuspol legt man als 0V fest ("Erde")
Mit dem Multimeter die Potentialdifferenz (Spannung) zwischen Minuspol und einer Stelle auf dem Papier messen und Orte gleichen Potentials z.B. 4V auf dem Papier markieren.
Die Spannung am Netzteil wird so geregelt, dass der Pluspol auf dem Potential von 10V liegt (am Papier gemessen!).


Beobachtungen

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