Schüler-Set Dynamik 2.0 mit Vernier-Sensoren
Bewegungsabläufe und digitale Messwerterfassung mit Vernier-Sensoren
Klassenstufe: 9–10
Anzahl Lernende: 2–3 Schülerinnen und Schüler
Einsatz: Schülerexperimente in einer Lerngruppe
Das Schüler-Set Dynamik 2.0 mit Vernier-Sensoren bietet Experimentiermaterialien zu zentralen Themen der Dynamik. Die Kombination aus einer 1-m-Fahrbahn und zwei Lichtschranken ermöglicht unterschiedliche Versuchsaufbauten zur Bewegungslehre und ist für eine Lerngruppe von 2–3 Schülerinnen und Schülern ausgelegt.
Das Messsystem arbeitet mit Unterbrecherkarten. Dadurch können neben Bewegungsabläufen auch die zugrunde liegenden Messprinzipien in den Unterricht einbezogen werden. Die Fahrbahn verfügt über eine Skala und bietet eine übersichtliche Grundlage für verschiedene Versuchsaufbauten. Für Fallversuche steht eine spezielle Tasche zur Verfügung, mit der laut Produktbeschreibung auch Messungen mit Münzen kleiner Masse möglich sind.
Umfangreiche Begleitmaterialien unterstützen die Durchführung und Auswertung der Experimente. Die Arbeitsblätter stehen zusätzlich als editierbare Word-Dateien zum kostenlosen Download zur Verfügung. Satzkarten unterstützen die Arbeit mit Bewegungsdiagrammen. Zu den Experimenten gehören Materiallisten, CAD-3D-Anleitungen, Hinweise zur Durchführung sowie Materialien zur Auswertung und praktische Tipps.
Bitte beachten Sie: Ein Datenlogger ist nicht im Lieferumfang enthalten. Das Set kann an Vernier-Logger sowie über das LabCradle an TI-Nspire angeschlossen werden.
Die geradlinig gleichförmige Bewegung eines angetriebenen Wagens wird untersucht. Dabei werden für unterschiedliche Wegstrecke die jeweiligen Fahrzeiten gemessen, um daraus die Geschwindigkeit zu bestimmen.
Im ersten Versuch zu den Newton’schen Gesetzen werden die Zusammenhänge a~1/m und a~F untersucht und am Ende zum zweiten Newton’schen Gesetz F=m˖a zusammengeführt. Dabei wird für unterschiedliche Konfigurationen die Beschleunigung eines Messwagens mit dem Speichenrad einer Lichtschranke direkt gemessen. Das erste und dritte Newton’sche Gesetz sind im Versuch „Newton’sche Gesetze – Teil 2“ thematisiert.
Als Fortführung des vorangegangenen Versuchs werden in diesen beiden Versuchen das erste und das dritte Newton’schen Gesetze entdeckt. Dazu werden auf der kurzen Schiene unter der Verwendung von Messwagen das Trägheitsprinzip und das Wechselwirkungsprinzip „actio gleich reaction“ beobachtet.
Das Weg-Zeit-Gesetz der geradlinigen gleichmäßig beschleunigten Bewegung wird auf einer geneigten Ebene untersucht. Dazu wird für unterschiedliche Wegstrecken auf der geneigten Ebene mit zwei Lichtschranken die von einem Messwagen benötigte Zeit gemessen.
Für einen gleichmäßig beschleunigten Messwagen werden Zeit-Weg-, Zeit-Geschwindigkeit- und Zeit-Beschleunigungs-Diagramme mit dem Speichenrad einer Lichtschranke aufgenommen. Die Messkurven werden mit den idealen Kurven verglichen und anschließend in spielerischer Form interpretiert.
Mit einer Lichtschranke wird die Abhängigkeit der Fallgeschwindigkeit vEnd einer Fallkarte von der Fallhöhe h untersucht. Dazu wird Eingangs der Zusammenhang aus der Energieerhaltung für potentiellen und kinetischen Energie hergeleitet und mit den Messergebnissen verglichen und diskutiert.
Mit zwei Lichtschranken und der Fallkarte wird die Abhängigkeit der Fallzeit von der Fallhöhe untersucht. Die Resultate werden mit dem eingangs hergeleiteten Fallgesetz verglichen und diskutiert. Zum Arbeitsblatt gibt es eine Ergänzung die den systematischen Fehler der Messung thematisiert.
Für den waagerechten Wurf einer Holzkugel von der Tischplatte auf den Boden werden Wurfweite, Wurfhöhe und Abwurfgeschwindigkeit gemessen. Die Abwurfgeschwindigkeit wird dabei aus der Dunkelzeit einer Lichtschranke berechnet. Abschließend wird mit den Messergebnissen die Eingangs hergeleitete Formel für die Wurfweite untersucht und diskutiert.
Für ein Fadenpendel wird die Abhängigkeit der Schwingungsdauer von der Pendellänge, der Auslenkung sowie der Masse des Pendelkörpers untersucht. Dazu wird die Schwingungsdauer des Pendels direkt mit einer Lichtschranke gemessen.
Die Schwingungsdauer eines Pendels wird direkt mit einer Lichtschranke gemessen. Aus den Messergebnissen wird die Fallbeschleunigung bestimmt.
Die Dämpfung eines Fadenpendels wird mit einer Lichtschranke gemessen. Dabei ergibt sich die exponentielle Abnahme der kinetischen Energie aus der Dunkelzeit des Pendelkörpers beim Durchgang durch die Ruhelage.
Mit einem Federpendel und einer Lichtschranke wird gezeigt, wie sich mittels der gemessenen Schwingungsdauer eine unbekannte Masse bestimmen lässt.
Auf der Fahrbahn wird mit zwei Lichtschranken der vollkommen unelastische Stoß zweier Messwagen untersucht. Aus den Geschwindigkeiten vor und nach dem Stoß wird die Impulserhaltung abgeleitet.
Für den elastischen und unelastischen Stoß zweier Messwagen auf der Fahrbahn werden die Geschwindigkeiten vor und nach dem Stoß gemessen. Mithilfe der Messungen werden anschließend beide Stoßarten auf Energie- und Impulserhaltung untersucht.
Mit zwei Lichtschranken und der Falltasche für Fallversuche wird die Abhängigkeit der Fallzeit von der der Masse des fallenden Körpers untersucht. Die Resultate werden mit Theoriewerten verglichen und diskutiert. Abschließend erfolgt eine direkte Messung der Fallbeschleunigung g.
- 1 × Tasche für Fallversuche, 100x100 mm
- 1 × Speichenrad
- 1 × Holzkugel, naturfarben, 25 mm Ø
- 1 × Stativstab, 100/10 mm, rostfrei
- 2 × Klemmschieber
- 2 × Wagen mit Masse und Gewindestab
- 2 × Puffer an Stab
- 1 × Gewichtsträger, 10 g
- 1 × Scheibengewicht, 50 g, rot
- 1 × Scheibengewicht, 50 g, grün
- 2 × Scheibengewicht, 10 g, rot
- 1 × Klemmdeckel
- 1 × Klemmrohr
- 2 × Scheibengewicht, 10 g, grün
- 2 × Unterbrecherkarte 30 mm
- 1 × Unterbrecherkarte 100mm
- 2 × Lichtschrankenhalter
- 2 × Lichtschranke
- 2 × Doppelmuffe mit Schlitz, Aluminium
- 1 × Schnur, 50 m/0,5 mm
- 1 × Profilschiene, Aluminium, 100 cm
- 1 × Prallplatten mit 4mm-Stecker, Satz 2 Stück
- 1 × Aufbewahrungswanne hoch, rot
- 1 × Profilschiene, Aluminium, 360 mm, mit Mittel-Bohrung
- 1 × Ringe mit Haken
- 1 × Wagen mit Antrieb
- 1 × Zeiger
- 1 × Scheibengewicht, 100 g
- 2 × Schraube für 78250
- 1 × Schraubenfeder, 150 mm/max. 10 N
- 1 × Pendelkugel, Holz, 25 mm Ø
- 1 × Pendelkugel, Stahl, 25 mm Ø
- 2 × Klett-Kabelbinder
- 1 × Schraubenfeder, 100 mm/max. 12 N
- 4 × Scheibenmagnet m.Stecker
- 1 × Faltkarton für SEG Wanne, hoch 440/320/165
- 1 × Facheinsatz 35 mm
- 1 × Stativstab 330/200 mm, Paar - Edelstahl
- 1 × Versuchsanleitung Schüler-Set Dynamik - 04.01
- 2 × Schienenfuß, einzeln
- 1 × Einräumplan Schüler-Set Dynamik 2.0 - 01.12
- 1 × Schaumstoffeinsatz, oben zu 43009, 355x255x35 mm
- 1 × Schaumstoffeinsatz, unten zu 43009, 390x270x100 mm
| Art-Nr. | Artikel |
Preis
* Preis inkl. MwSt. |
Artikel
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40820
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Klemmschieber | € 1,61 * |
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Scheibengewicht, 100 g | € 5,40 * |
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Gewichtsträger, 10 g | € 21,09 * |
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Scheibengewicht, 10 g, grün | € 3,63 * |
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Stativstab, 100/10 mm, rostfrei | € 6,99 * |
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Scheibengewicht, 50 g, grün | € 4,15 * |
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Schraubenfeder, 100 mm/max. 12 N | € 4,08 * |
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Holzkugel, naturfarben, 25 mm Ø | € 0,70 * |
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Klemmdeckel | € 6,31 * |
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Ringe mit Haken | € 41,82 * |
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Klemmrohr | € 14,18 * |
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Wagen mit Antrieb | € 206,91 * |
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Doppelmuffe mit Schlitz, Aluminium | € 11,79 * |
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Pendelkugel, Holz, 25 mm Ø | € 1,81 * |
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Aufbewahrungswanne hoch, rot | € 16,24 * |
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Schraubenfeder, 150 mm/max. 10 N | € 5,06 * |
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Profilschiene, Aluminium, 100 cm | € 50,22 * |
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19039
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Schnur, 50 m/0,5 mm | € 2,87 * |
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Scheibengewicht, 10 g, rot | € 3,74 * |
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Klett-Kabelbinder | € 0,56 * |
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Pendelkugel, Stahl, 25 mm Ø | € 14,09 * |
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Scheibengewicht, 50 g, rot | € 4,15 * |
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