Idee für Physikprojekt

jonesjunior

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Hi,

für den Physik-LK brauch ich eine Idee für ein Projekt.
Es geht um Bewegungen (geradlinige gleichförmige,gleichmäßig beschleunigt, Kreisbewegung).
Wir sollen einen Vorgang mit der Kamera aufnehmen, in Viana einfügen und daraus ein Diagramm erstellen und letztendlich mithilfe eines Plakats vorstellen.
Dafür brauche ich jedoch eine interessante Fragestellung, die ich auch mit meinen jetzigen Kenntnissen beantworten kann. Es darf auch nicht zu kompliziert sein, ich muss es ja schließlich auch berechnen können.

Beispiel: Wie verändert sich die Flugkurve und die Geschwindigkeit des Tennisballs durch einen Topspin?

Meine Idee war ursprünglich, dass ich mich mit einem Inlineskater treffe und wir dann spontan sehen, ob uns was sinnvolles einfällt.

Sonst fällt mir nichts mehr ein, eigentlich habe ich immer viele Ideen, aber diesmal...

Würde mich über Vorschläge und Anregungen sehr freuen!

MfG Jones
 
Danke für den Vorschlag, aber den freien Fall haben wir schon in der Schule durchgenommen. Außerdem ist er zu simpel, es fließt nämlich auch der Schwierigkeitsgrad in die Bewertung ein.
 
Habt ihr in der Schule denn den "schiefen Wurf" mit und ohne Luftwiderstand behandelt? Wenn nicht, versuch doch mal Kugeln mit verschiedenen Oberflächen (Tennisball, Golfball, ... ) zu vergleichen. Also ähnlich wie deine Idee, nur vllt erst mal ohne den Topspin.
 
Umwandlung von Rotatorischer in Translatorische Bewegung. v=r x omega
Zum Beispiel ein Motor, der über eine große Kreisscheibe eine Stange bewegt, die sich in einem Zylinder vor und zurück bewegt.
 
Was ist denn Viana?

Ich würd irgendwas nehmen, wo es zusätzlich eine gute Analogie zu irgendwas abgefahrenem gibt, z.B. in der Halbleitertechnik oder Quantenmechanik. :)
Leichter gesagt als getan, ne!?

Grüße
 
Viana: http://www.schule-bw.de/unterricht/faecher/physik/mess/diva/programme/viana/

@Darkwing: Bislang nur ohne Luftwiederstand.
Also sozusagen die Bahnkurven verschiedener Körper, aber gibt es überhaupt nennenswerte Unterschiede, die man dort feststellen würde?

@Sherman:Interessant, aber was genau müsste ich dann untersuchen?

@GrandTheft: Wäre auf jeden Fall eine coole Sache, aber da ich in der 11.Klasse bin, kann ich mit so Begriffen noch gar nichts anfangen. :D

Was vielleicht auch gehen würde, ist der Vergleich von verschiedenen Schusstechniken beim Fußball.
 
Punktkinematik. Du untersuchst die Geschwindigkeit und die Beschleunigung des Kolbens. Das vergleichst du mit Videoaufnahmen....


Also sozusagen die Bahnkurven verschiedener Körper, aber gibt es überhaupt nennenswerte Unterschiede, die man dort feststellen würde?
Je nach Abwurfposition gibt es riesen Unterschiede. Die Y-Komponente bleibt ja reibungsfrei gerechnet vollständig erhalten.
Mit Luftreibung ist es fast egal, ob man eine Kugel vom 15. Stockwerk oder vom 50. Stockwerk wirft - die Aufprallposition wird immer gleich sien.
 
Zuletzt bearbeitet:
Im Bereich der Mechanik und 'Bewegungen' (und das war ja die Aufgabenstellung in etwa) könntest Du etwas mit einem Jojo machen oder mit einem Kreisel.

Ich würde den Kreisel nehmen. Am besten einen großen (da gibts so Kinderkreisel z.B.), damit Du ihn gut filmen kannst und man für die Drehbewegung einen Bezugspunkt hat - außerdem muss man die großen nicht so schnell drehen, wenn sie leicht sind. Du kannst ein Stück farbiges Klebeband auf den Rand kleben, damit Du die Drehbewegung gut filmen kannst.

Wenn Du den Kreisel einfach ne Weile filmst, kannst Du Deinen Film über Drehimpulserhalt machen und am Plakat Präzessession und Nutation des Kreisels erklären.

Und dann gibts da Myriaden von technischen Anwendungsbeispielen, wie z.B. Schwungrad.

Wenn Du Dir dann noch einen Spin-Flip-Kreisel besorgst als weitergehende Demonstration, dann müsste das die Erwartungen 'erfüllen'. ;) (Den musst Du dann natürlich erklären können, gibts aber Erklärungen online)

Grüße
 
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Ihr könntet auch eine große flache Stahlscheibe nehmen und diese ähnlich wie einen Kreisel beschleunigen.
Auf die Scheibe stellt ihr dann einen Stahlglotz (oder ähnliches).
Die Scheibe wird dann gleichmäßig beschleunigt und dreht sich um sich selbst, ähnlich eines Kreisels.

Dann stoppt ihr die Zeit bis der Glotz herunterfällt.

So könnt ihr dann einiges ausrechnen.

Die Haftreibungskraft zb, damit dann die Geschwindigkeit der Scheibe, und damit die Beschleunigen.
Auch könntet ihr, falls ihr die Scheibe in der Luft montiert, die Entfernung vom Aufschlagspunkt des Glotzes, zur Scheibe berechnen.

Das alles dann mehrmals wiederholen und aus verschiedenen Perspektiven filmen.

Als Fragstellung könntet ihr sowas wie " Wie schnell muss ich ein Karussell drehen damit es ein Kind raushaut?" nehmen.

Fragt sich nur wie ihr die Scheibe relativ gleichmäßig beschleunigt bekommt.
 
Zuletzt bearbeitet:
@Sherman: Hm, so einen Motor müsste ich erstmal finden, also den ich aufnehmen könnte.
Oh 10.000 Beiträge! Glückwunsch. :D

@GranTheft: Bin grad von diesem Umdrehkreisel fasziniert. Sowas könnte ich mir sehr gut vorstellen, die Schwierigkeit wäre es halt, es der Klasse (die dazu kein Vorwissen hat) in 10-15min zu erklären. Dabei muss das Plakat selbsterklärend sein. Denkst du das ist machbar?

@Batman: Das werde ich morgen meinen Lehrer fragen, vielleicht haben wir in der Schule etwas, um die Scheibe beschleunigen zu können.
 
Ein Kreisel ist relativ schwer zu begreifen und noch schwerer zu erklären. Der Rechnerische Nachweis der Präzessionsbewegung ist auch nicht ganz ohne. Ich bin mir nicht sicher, ob das etwas für die Schule ist. Allerdings ist ein mit ein paar Vereinfachungen schon möglich.

Hm, so einen Motor müsste ich erstmal finden, also den ich aufnehmen könnte.
Wie wärs damit. Ein Crosstrainer: In einer ersten Näherung ignoriere einfach, dass sich durch die Kopplung der Pedale mit den Arm-trainier-Stangen der vorderste Punkt der Pedale auch ein wenig auf und ab bewegt.
Und nun einfach die Geschwindigkeit und die Beschleunigung des vorderen Pedalgelenks in Abhängigkeit von Umdrehungswinkel, -geschwindigkeit und meinetwegen auch -beschleunigung berechnen) Grafisch darstellen, an welchen Umdrehungswinkel die größte Beschleunigung (Diagramm) wirkt und mit einem Video vergleichen.
769px-Elliptical_machine.jpg



EDIT: Im Fitnesscenter werden sich vermutlich noch ein paar andere coole Geräte mechanisch-physikalisch analysieren lassen. Zum Beispiel Butterfly-Maschinen, bei denen durch eine exzentrisch angebrachte Kraft-Übertragungsscheibe die nötige Kraft über den Rotationswinkel ansteigt. (das kannst du rechnen und gleichzeitig mit einer Federwaage auf Video auswerten)

Die Crosstrainer Rechnung ist relativ einfach - einfach die Ortsfunktion des Punkts 2x differenzieren. (Differenzieren von Geschwindigkeitsvektoren ist nicht ganz einfach (Einheitsvektor berücksichtigen)
 
Zuletzt bearbeitet:
jonesjunior schrieb:
@GranTheft: Bin grad von diesem Umdrehkreisel fasziniert. Sowas könnte ich mir sehr gut vorstellen, die Schwierigkeit wäre es halt, es der Klasse (die dazu kein Vorwissen hat) in 10-15min zu erklären. Dabei muss das Plakat selbsterklärend sein. Denkst du das ist machbar?

Ja, das sollte gehen, wenn Du es gut vorbereitest und vorher übst + jemand anderem erklärst, und ihn dann fragst, ob er/sie es verstanden hat.
Ich würde dazu erst die Effekte am symmetrischen Kreisel erklären und dann nur noch auf die Unterschiede beim 'asymmetrischen' hinweisen, und wie sie sich auswirken.

Viele Grüße
grandtheft
 
Ich habe jetzt mit meinem Lehrer darüber gesprochen und er hat mir von dem Kreisel abgeraten, weil es zu schwer ist. Den Crosstrainer fand er super. Nach der Kursarbeit nächste Woche werde ich das dann aufnehmen.
Danke euch.
 
Seit wann macht man sowas im LK? Bei uns war das schon in der 11 im GK alles abgehandelt und im LK gingen dann die spannenden Sachen los.

Ansonsten wie schon gesagt: Freier Fall bietet sich an. ;)
 
11.Klasse LK, in Rheinland-Pfalz ist das etwas anders. Aber echt heftig, wie viel wir in den letzten 2 Monaten durchgenommen haben.
 
Wenn ihr jetzt erst bei Bewegungstypen seid wirst du dich noch umgucken was noch kommt. :p
 
Ach komm, wir hatten schon geradlinig gleichförmige, gleichmäßig beschleunigte Bewegung, Kreisbewegung, freier Fall, waagrechter Wurf, schiefer Wurf, Newtonsche Axiome, Impuls etc. innerhalb von 2 Monaten :D
Das Tempo ist rekordverdächtig.^^
 
jonesjunior schrieb:
Ach komm, wir hatten schon geradlinig gleichförmige, gleichmäßig beschleunigte Bewegung, Kreisbewegung, freier Fall, waagrechter Wurf, schiefer Wurf, Newtonsche Axiome, Impuls etc. innerhalb von 2 Monaten :D
Das Tempo ist rekordverdächtig.^^

was bei euch zwei monate dauert, geht an der uni kaum eine woche ;) also nix da schnell.

da wird angeschrieben d²x/dt² = a und dann wird das zweimal integriert und es ist im prinzip alles abgehandelt. alles andere sind nur spezielle anwendungen, welche dem gleichen gesetz zugrunde liegen... naja, schreib mal, wie das projekt lief!
 
Ich werde euch auf dem Laufenden halten, aber das Referat wird erst in 1,5 Monaten vorgetragen. :D
 
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