Hallo.
Ich stöbere gerade nach einem Experiment, wie man die Gleichung E_kin = 1/2 m v^2 empirisch nachweisen kann.
Dabei wird z.B. oft so vorgegangen:
- Teil: Ein Fadenpendel mit Lichtschranke benutzen. Dabei wird die Masse des Pendels kontant gehalten und die Höhe variiert. Mit dem Energieerhaltungssatz E_pot (oben) = E_kin (unten) folgt dann, dass E_kin ~ v^2 ist, sofern man die Momentangeschwindigkeit des Pendels angenähert mit Hilfe von v=s/t ermittelt hat (s: Breite des Pendels, t: Verdunklungszeit der Lichtschranke). Soweit so gut.
Im 2. Teil müsste man nun die direkte Proportionalität von E_kin zur Masse überprüfen und hier beginnt meine Frage: Alle Versuche, die ich bisher gefunden habe, gehen letztlich „davon aus, dass E_kin ~ m ist“. Ich habe bisher keinen Versuch entdeckt, wie man das *direkt* überprüfen kann. In dieser Anleitung: http://tinyurl.com/yzm6oee
wird meiner Meinung nach auf Seite 5 sogar geschummelt. Müsste man nicht ganz im Gegenteil messen, dass die Geschwindigkeit des Pendels *gar nicht* von der Masse abhängt? Daher müssten auch die Werte für v in der Tabelle dort stets die gleichen sein.
Also ganz konkret: Wie gelangt man letztlich experimentell mit diesem Experiment auf E ~ m?
Hallo, und sorry für die verspätete Antwort
Die Geschwindigkeit einer Pendelbewegung hängt von der Pendellänge ab. Im allgemeinen muss man bei Pendelexperimenten aufpassen, dass man den Pendel nicht zu weit auslenkt, weil sonst keine reine Pendelbewegung entsteht.
Soweit, sogut
Man geht davon aus: E pot = E kin >> E pot = m x g x h, also leitet man von der Formel eben ab dass E Kin ~ m ist. Mann kann leider diese Aussage experimentell nicht direkt überprüfen
Ich will mich nicht zu 100% darauf festlegen, aber meine Diplom-Physiker hier kennen auch keine andere Antwort.
Schönes Wochenende noch
Ich will mich nicht zu 100% darauf festlegen, aber meine
Diplom-Physiker hier kennen auch keine andere Antwort.
Ja, da hast du das Problem erfasst: Wenn man versucht, es über die Energieerhaltung zu machen, fliegt ja ausgerechnet IMMER das m raus, da es bei mgh=1/2mv^2 gekürzt werden kann. Somit kann man IMHO E_kin ~ m eben NICHT mit einem Experiment empirisch nachweisen, das auf der E-Erhaltung beruht. M.a.W.: Pendelschwingungen kommen hierfür scheinbar nicht in Frage. Andererseits gilt das gleiche meiner Meinung nach aber auch für Fahrbahnexperimente/schiefe Ebene, da auch dort E_pot = E_kin benutzt wird, wobei wieder m gekürzt werden kann. Die Frage bleibt also: Mit welchem Experiment klappt das?