Cushion Catapult
Projektvorstellung
Aufgabe: „Place an object on a large air cushion and drop another object on it, in such a way that the first object is catapulted away. Investigate how the exit velocity depends on relevant parameters.“
Um die Aufgabenstellung zu erfüllen, müssen zunächst die relevanten Parameter ermittelt werden, untersucht werden, verglichen werden und anschließend erklärt werden.
Die Aufgabebeschreibt ein Luftkissen, worauf ein Objekt runterfallen gelassen wird, wodurch ein zweites Objekt katapultiert wird.
Aufbau
In unserem Fall ist das Luftkissen eine luftdicht verschlossene Plastiktüte auf welcher eine Murmel platziert wird. Das kippende Objekt ist die Styroporplatte.
Da die Lage der Murmel übt sich nicht auf den Versuch auf, aufgrund ihrer runden Form. Außerdem wurde diese stets an einer markierten Stelle platziert, ebenso wurde der Abstand von der Plastiktüte und der Platte gleich gehalten, sodass die erhaltenden Ergebnisse stets unter gleichen Bedingungen erfolgten.
Eine weitere Bedingung ist, dass die Styroporplatte nach dem Aufkommen auf dem Luftkissen den Boden nicht berühren soll.
unterschied fallendes und kippendes Objekt
Luftdruck
Theorie
Wieso überhaupt erfolgt die Bewegung der Murmel?
In unserem Experiment erfolgt eine Energieübertragung zwischen der Styroporplatte und dem auf dem Luftkissen platzierter Murmel. Dabei wird ein Teil der Anfangsenergie in beispielsweise thermale Energie umgewandelt (ΔE).
Energieerhaltungssatz
Zu erklären ist dies durch den Energieerhaltungssatz. Nämlich bleibt in einem abgeschlossenem System alles an Energie erhalten, diese wird beziehungsweise kann lediglich in jeweils anderen Energieformen umgewandelt werden.
Energieerhaltungssatz Anwendung
Um den Energieerhaltungssatz auf unser Experiment anzuwenden, teilen wir diesen in zwei "Sequenzen" auf. Wobei
Parameter
Masse der Murmel:
Je mehr Masse ein Körper hat, desto mehr kinetische Energie kann er aufgrund seiner Bewegung aufweisen.
Kontaktfläche der Styroporplatte:
Luftinhalt der Plastik Tüte
•exit velocity of second object depends on amount of
air inside cushion & its inflation level
•if cushion is fully inflated à like a solid body,
air molecules can´t move freely if the
cushion is (almost) completely
deflated à not enough air to properly
transfer energy
Masse der Styroporplatte
Geschwindigkeit der Styroporplatte
Platzierung der Murmel
Daten
Plots
Fazit
Erfolge
BeGYPT-Teilnahme
