Experimente mit Phyphox

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Physik Projekt !

Unsere Experimente: Fadenpendel, Federpendel, Freier Fall, Schiefe Ebene, Schallgeschwindigkeit

1BHME

Fadenpendel

Material: Pringles Rolle, Klo Papier-Rolle, Schere oder Cuttermesser, Seil, Handy.

Vorgang: Basteln einer Handyhalterung, Aufhängen an Seilen, Auslenken zum Startwinkel, Loslassen. Die App Phyphox misst die Periodendauer.

Ziel: Wir wollten herausfinden, wovon die Periodendauer T der Pendelschwingung abhängt. Die Periodendauer ist die Zeit, die das Pendel braucht, um eine volle Schwingung zu machen. Was wurde am Pendel verändert:

- Länge L

- Masse m

- Startwinkel α

Ergebnisse: Die Masse und der Startwinkel haben keinen Einfluss. Wir haben Pendellängen von 11cm bis 491cm ausprobiert.

Formel:

Skizze:

Diagramme:

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Federpendel

Material: Für das Experiment benötigten wir: Ein Handy, mehrere Federn, ein Gestell, und eine Halterung für ein Handy. (Wir haben es aus einem viertel einer Pingels dose und einem faden welchen wir an die Pingels befestigt haben).

Vorgang: Wir spannten eine Feder auf ein Gestell und maßen die Periode mit Hilfe unserem Handy, das wir in unser selbstgebasteltes Gestell hineingelegt haben. Zusätzlich fügten wir nach jeder Messung ein Gewicht (50g) hinzu um herauszufinden ob das Gewicht einen Einfluss auf das Ergebnis hat. Wir fanden dadurch heraus, dass die Periode von der Masse und der Auslenkung.

Ziel: Wir wollten herausfinden, wovon die Periodendauer T des Federpendels abhängt. Die Periodendauer ist die Zeit, die das Pendel braucht, um eine volle Schwingung zu machen. Was wurde am Pendel verändert:

- Federkonstante (= „Stärke“ der Feder)

- Masse m

- Anfangsauslenkung.

Formel: C = F/L C = Federkonstante, F= Kraft, L= Länge

Ergebnisse: Wir fanden dadurch heraus, dass die Periode von der Masse und der Auslenkung abhängig ist. Wir testeten Feder mit einer Federkonstante von 17,4 bis 26.

Skizze:

Diagramme:

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Freier Fall

Material: Schnur, Ballon, Gewichte aus Metall, Handy (Phyphox muss installiert werden) , Halterung, Platte.

Vorgang: Zuerst muss man eine Halterung bauen damit wir einen Ballon befestigen können, sodass wir ein Gewicht aus Metall mit einer Schnur an dem Ballon dran knoten. Das Handy legen wir an dem Boden und schalten die akustische Stoppuhr an. Nun stechen wir mit den Ballon mit einer Nadel , dadurch wird das Gewicht auf eine metallische Platte fallen und ein Geräusch verursachen und messen die Zeit, wie lange es gebraucht hat die Strecke zu überwinden. Nachdem Aufprallen wird die Stoppuhr gestoppt.

Ziel: Das Ziel war die Erdbeschleunigung auszurechnen.

Ergebnisse: Messergebnis: 9,5m/s² (Korrekt wäre 9,81m/s²).

Grund für Abweichung: Luftwiderstand, Messungenauigkeiten.

Skizze:

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Schiefe Ebene

Material: Handy, Rolle, Gewichte, Ein Schiefe Ebene, Papier.

Vorgang: Zuerst haben wir ein Handy in eine Kartonrolle mit einer Durchmesser von 7,5cm reingestellt und es über eine Schiefe Ebene mit der länge von 150cm runterrollen lassen. Dieses Experiment haben wir in verschiedenen Winkeln (2,5,10 Grad) mit Gewichten die wir an die inneren Seiten der Rolle angebracht haben wiederholt (2x50 gramm) Als nächstes haben wir die Gewichten auf das handy geklebt und die Experimente (2,5,10 Grad) wiederholt.

Ziel: Unser Ziel war es die Beziehung zwischen Winkel und Beschleunigung zur erfahren. Wir haben herausgefunden, dass wenn der Winkel hoch ist, dass sich die Beschleunigung auch vergrößert. Außerdem haben wir herausgefunden, dass wenn wir Gewichte an die innenseite der Rolle befestigen dass die beschleunigung vergrößern wird.

Ergebnisse: Wir haben herausgefunden, dass wenn der Winkel hoch ist, dass sich die Beschleunigung auch vergrößert.

Skizze:

Diagramme:

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Schallgeschwindigkeit

Material: Ein Maßband, zwei Handys (mit der Phyphox App), ein ruhiger Ort.

Vorgang: Man muss die Handys in einem bekannten Abstand d von ein paar Metern platzieren, danach muss man die Stoppuhr (in der App Phyphox) aktivieren. Zwei Personen stellen sich zu den Handys. Zuerst klatscht die Person 1, der Schall startet beide Stoppuhren: Das nähere Handy (1) startet zuerst und das weiter entfernte Handy (2) mit einer Verzögerung. Diese Verzögerung ergibt sich, weil der Schall eine gewisse Zeit t braucht, um den Abstand d zurückzulegen. t= d/v Dann klatscht die zweite Person. Jetzt stoppt das Handy (2) sofort und das Handy (1) stoppt mit Verzögerung. Damit ist der gemessene Zeitunterschied zweimal diese Verzögerung und wir können die Schallgeschwindigkeit berechnen v= 2*d/ Delta(t).

Beim zweiten Klatschen ist es umgekehrt. Da stoppt die andere Uhr sofort und die erste stoppt erst mit der gleichen Verzögerung. Damit ist der gemessene Zeitunterschied zweimal diese Verzögerung und dann können wir einfach die Schallgeschwindigkeit berechnen. Zweimal die Entfernung geteilt durch die Differenz der gemessenen Zeiten V= 2*d/ Delta t.

Ziel: Wir wollten mit Hilfe von zwei Handys die Schallgeschwindigkeit in der Luft messen. Die Handys arbeiten als Stoppuhren, die durch Klatschen gestartet und auch gestoppt werden können.

Ergebnisse: Bei unseren Versuchen kamen Schallgeschwindigkeiten 250 und 345 m/s heraus. Der „korrekte“ Wert der Schallgeschwindigkeit beträgt 343,2m/s (bei Normaldruck, 20°C, trockener Luft).