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Weg-Zeit-Diagramm mit Numbers - Freier Fall

In der Physik können wir Tabellenkalkulationen verwenden, um Messergebnisse in Diagrammen darzustellen.

Damit kann man Zusammenhänge besser erkennen.

Öffne unter https://t1p.de/freierfall eine Simulation des freien Falls.

Links gibt es verschiedene Optionen. Schalte die Zeitlupe ein. Den Rest kannst du unverändert lassen.
Mit der Schaltfläche Weiter/Pause kannst du den Fall starten bzw. pausieren
Mit Zurück setzt du die Simulation wieder auf die Ausgangsposition.
Rechts oben siehst du die vergangene Zeit t und die momentane Position y des fallenden Körpers.

Lade dir die vorgefertigte Numbers-Arbeitsmappe von LMS herunter, öffne sie und bearbeite die folgenden Aufgaben:

Trage in die s(t)-Tabelle die Position y des fallenden Körpers nach den ca. 0,1s ein. (Passe dazu die vorgegebenen Werte an deine an.)
Rechne die Positionen y in zurückgelegte Wege s um.
Hinweis: In einer Höhe von 5 m startet der fallende Körper mit einem zurückgelegtem Weg von 0 m.
Erstelle ein s(t)-Diagramm. Die Zeit t wird auf der x-Achse und der zurückgelegte Weg s auf der y-Achse aufgetragen.
Hinweis: Es bietet sich ein Punkt (XY) Diagramm an.

Stelle in der Simulation links bei den Optionen nun auf Geschwindigkeit um und bearbeite die folgenden Aufgaben:

Trage in die v(t)-Tabelle die Geschwindigkeit v_y des fallenden Körpers nach den angegebenen Zeitspannen t ein.
Erstelle ein v(t)-Diagramm. Die Zeit t wird auf der x-Achse und die Geschwindigkeit v_y auf der y-Achse aufgetragen. (Ignoriere das angezeigte Minus-Zeichen)

Stelle in der Simulation links bei den Optionen nun auf Beschleunigung um und bearbeite die folgenden Aufgaben:

Trage in die a(t)-Tabelle die Beschleunigung des fallenden Körpers nach den angegebenen Zeitspannen t ein.
Erstelle ein a(t)-Diagramm. Die Zeit t wird auf der x-Achse und die Beschleunigung auf der y-Achse aufgetragen. (Notiere hier auch nur den Betrag der Beschleunigung.)

Lade deine Numbers-Datei bei der zugehörigen Aufgabe in LMS hoch.
Dort findest du auch das spätest mögliche Abgabedatum.

Plusaufgabe

Plusaufgabe für Excel-Profis

Berechne mit Numbers selbst den zurückgelegten Weg eines frei fallenden Körpers.
Nutze dazu eine Formel, die den Weg s_ber aus den jeweils vergangenen Zeiten t berechnet.
Trage diese Formel in die Weg-Zeit-Tabelle in der Spalte berechneter Weg s_ber ein.
Füge den berechneten Weg-Zeit-Graphen in das Weg-Zeit-Diagramm ein.

Hinweis

Bei gleichmäßig beschleunigten Bewegungen, wie dem freien Fall kann man den zurückgelegten Weg über eine Formel berechnen:

Die Fallbeschleunigung auf der Erde beträgt ungefähr 10 m/s².

Also können wir in Excel die Formel

benutzen.

s = \frac{a}{2} \cdot t^{2}

s_{b er} = \frac{10}{2} \cdot t^{²} = 5 \cdot t \cdot t