Bestimmung von g aus der Wurfweite beim schiefen Wurf
Bei fester Anfangsgeschwindigkeit messen Sie die Wurfweite R für verschiedene Abwurfwinkel θ. Die lineare Anpassung von R gegen sin 2θ liefert die Steigung v₀²/g.
Ziel des Versuchs
Die Erdbeschleunigung bestimmen: R = (v₀²/g) sin 2θ, also g = v₀²/Steigung. In diesem Versuch ist v₀ = 20 m/s.
Geräte
- Wurfgerät
- Entfernungsmesser
Versuch
Theorie
Beim schiefen Wurf von einer waagerechten Fläche unter dem Winkel θ gilt ohne Luftwiderstand die Wurfweite R = (v₀²/g) sin 2θ. Der Graph R(sin 2θ) ist eine Gerade durch den Ursprung mit der Steigung v₀²/g.
Durchführung
- Die Anfangsgeschwindigkeit ist fest: v₀ = 20 m/s. Ändern Sie nur den Abwurfwinkel θ.
- Notieren Sie für jeden Winkel die Wurfweite R (leichtes Rauschen des Entfernungsmessers).
- Wiederholen Sie die Messung für mindestens 6 verschiedene Winkel. Entnehmen Sie der Tabelle die Werte sin 2θ.
- Prüfen Sie die lineare Anpassung R(sin 2θ) und berechnen Sie g = v₀²/Steigung.
- Vergleichen Sie das erhaltene g mit dem Tabellenwert 9,81 m/s² und formulieren Sie die Schlussfolgerung.
Schlussfolgerung
Das bestimmte g stimmt im Rahmen der Toleranz mit dem Tabellenwert 9,81 m/s² überein. Wesentliche Fehlerquellen: Rauschen des Entfernungsmessers, Ablesung des Winkels und die Vernachlässigung des Luftwiderstands.