Experimente zur Dynamik mit Pasco-Sensoren

Experimente zur Dynamik mit Pasco-Sensoren Experimentier-Set Dynamik 2.0

Das hochwertige Experimentier-Set Dynamik 2.0 bereitet die digitale Messwerterfassung für lehrplanrelevante Themen schülergerecht auf. Die enthaltenen PASCO-Lichtschranken sichern eine hohe Qualität der Messwerte. Durch die integrierten PASCO‑Sensoren ist eine besonders präzise digitale Messwerterfassung möglich – ideal, um Geschwindigkeit, Weg und Beschleunigung selbst zu untersuchen. 

Das Experimentier-Set unterstützt vor allem selbstständige Schülerexperimente – es eignet sich hervorragend für praktisches Experimentieren und Präsentationen einer Lerngruppe und kann bei Bedarf auch von der Lehrkraft zu Demonstrationszwecken eingesetzt werden. 

Zusätzliche Unterstützung bietet die digitale Lernbegleitung eXperiScout: eXperiScout verbindet haptisches Experimentieren mit digitaler Anleitung und Auswertung und passt sich unterschiedlichen Lernniveaus an. Damit lassen sich Messdaten sofort auswerten, visualisieren und in digitale Lernpfade integrieren – für ein modernes, entdeckendes Arbeiten mit direktem Feedback. Dank dreifacher Differenzierung (Sprachniveau, Abstraktionsgrad, Aufgabenkomplexität) ermöglicht er eigenständiges, problemorientiertes Arbeiten – in Gruppen oder individuell. 

Besonderheiten des Experimentier-Sets 
PASCO-Lichtschranken: präzise Zeitmessung für zuverlässige Auswertungen
PASCO‑Speichenrad: selbstständige Messung von s, v und a
Tasche für Fallversuche: exakte Versuche mit kleinen Massen
1‑m‑Fahrbahn mit Skala: optimal für Bewegungs- und Beschleunigungsversuche 

Ein großer Pluspunkt: Die mitgelieferten PASCO-Lichtschranken benötigen keinen externen Datenlogger, sondern lassen sich über Bluetooth mit der frei verfügbaren Auswertungssoftware Pasco SPARKvue verbinden. Die mit der Pasco Software SPARKvue erfassten Messdaten können zudem in den eXperiScout eingegeben und im Rahmen der jeweiligen Lernpfade weiterbearbeitet werden.

Das Experimentier-Set ist in Zusammenarbeit mit Conatex-Didactic Lehrmittel GmbH entstanden. 

Anbindung an den Mathematikunterricht 
Statistik & Datenanalyse
Funktionale Zusammenhänge
Proportionalität 

Begleitmaterial
Das Experimentier-Set enthält: 
- eine ausführliche gedruckte Handreichung
- editierbare Arbeitsblätter
- Schritt-für-Schritt-Anleitungen
- vollständige Beispielauswertungen

Damit wird der gesamte Experimentierprozess – von Aufbau über Durchführung bis zur Auswertung – didaktisch sinnvoll unterstützt.
Besonders empfehlenswert ist die Nutzung zusammen mit der digitalen Lernbegleitung eXperiScout. 

Versuche:
1.  Geradlinige gleichförmige Bewegungen
     Die geradlinig gleichförmige Bewegung eines angetriebenen Wagens wird untersucht.
     Dabei werden für unterschiedliche Wegstrecke die jeweiligen Fahrzeiten gemessen,
     um daraus die Geschwindigkeit zu bestimmen.

2.  Newton`sche Gesetze Teil 1
     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.

3.  Newton`sche Gesetze Teil 2
     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. 

4.  Weg-Zeit-Gesetz
     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. 

5.  Bewegungsdiagramme
     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.

6.  Freier-Fall-Fallbeschleunigung
     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. 

7.  Freier-Fall-Fallbeschleunigung
     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. 

8.   Freier-Fall-Fallhöhe
      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.

9.   Waagerechter Wurf
      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.

10. Fadenpendel - Schwingungsdauer
      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. 

11. Fadenpendel - g-Bestimmung
      Die Schwingungsdauer eines Pendels wird direkt mit einer Lichtschranke gemessen.
      Aus den Messergebnissen wird die Fallbeschleunigung bestimmt.

12. Fadenpendel - Dämpfung
      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. 

13. Federpendel - Schwingungsdauer
      Mit einem Federpendel und einer Lichtschranke wird gezeigt, wie sich mittels der gemessenen
      Schwingungsdauer eine unbekannte Masse bestimmen lässt.

14. Elastischer und unelastischer Stoß
      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. 

Lieferumfang:
1 × Gewichtsträger 10 g,                                            1 × Hartplastikbox ca. 540x450x150 mm
1 × Klemmrohr,                                                           2 × Klemmschieber
2 × Klett-Kabelbinder,                                                1 × Kugel 25 mmØ, Holz naturfarben
2 × Lichtschrankenhalter,                                           1 × Mignonbatterie, 1,5 V, Alkaline, Satz 4 Stück
2 × Muffe, doppelt aus Aluminium mit Schlitz,          1 × Pendelkugel, Holz, 25 mmØ
1 × Prallplatten mit 4mm-Stecker, Satz 2 Stück,        1 × Profilschiene 1000 mm
1 × Profilschiene 360mm mit Mittelbohrung,             2 × Puffer an Stab
1 × Ringe mit Haken, Satz 5 St,                                   2 × Scheibengewicht 10 g grün
2 × Scheibengewicht 10 g rot,                                     1 × Scheibengewicht 100 g
1 × Scheibengewicht 50 g grün,                                  1 × Scheibengewicht 50 g rot
4 × Scheibenmagnet m.Stecker,                                  1 × Schraubenfeder 100mm/12N
1 × Schraubenfeder 150mm/10N,                               1 × Spannschnur auf Spindel
1 × Stativstab, 100x10 mm rostfrei,                            1 × Tasche für Fallversuche, 100x100 mm
2 × Unterbrecherkarte 30 mm,                                    1 × Unterbrecherkarte 100mm
1 × Wagen mit Antrieb,                                                2 × Wagen mit Masse und Gewindestab
1 × Zeiger,                                                                    1 × Einräumplan Demo-Set Dynamik - Pasco
1 × Lichtschranke Bluetooth,                                       1 × Lichtschranke mit Kabel
1 × Schaumstoffeinsatz, oben zu 42995, 500x355x40 mm
1 × Schaumstoffeinsatz, unten zu 42995, 515x370x100 mm
2 × Schienenfuß, einzeln,                                            2 × Schraube für 78250
1 × Speichenrad,                                                          1 × Stativstab 330/200 mm, Paar - Edelstahl
2 × Stativstab für 77250 + 77260,                               1 × Pendelkugel, Stahl, 25 mmØ vernickelt