Die fallende Leiter
Ich habe aus MATADOR eine Leiter mit sieben Sprossen gebastelt. Der Sprossenabstand von 60mm ist ziemlich genau gegeben. Fällt diese Leiter durch einen Gabellichtschranken, dann wird jede Sprosse den Lichtstrahl unterbrechen und die entsprechenden elektrischen Signale können mit einem digitalen Speicheroszilloskop registriert werden. Ein so erzieltes Oszillogramm zeigt folgende Abbildung:
Die zeitliche Abfolge der dargestellten Peaks kann mit der Cursor-Funktion des Oszilloskops sehr genau ausgelesen werden. Damit stehen für sechs Zeiten sechs Fallstrecken zur Verfügung. Die Darstellung der mittleren Geschwindigkeit als Funktion der Zeit liefert sechs Datenpunkte, die fast perfekt auf einer Geraden liegen. Der Anstieg dieser Ausgleichsgeraden entspricht der halben Beschleunigung.
In obiger Grafik, die mit SciDAVis erstellt wurde, sind auch Fehlerbalken eingezeichnet, die bei einem korrekten Umgang zu der richtigen Messunsicherheit der Beschleunigung führen. ( Wie ein solcher korrekter Umgang mit Messunsicherheiten bei linearer Anpassung durchzuführen ist, kann einem kurzen Artikel auf dieser Seite entnommen werden.) Die ermittelte Beschleunigung von
(9.56 ± 0.20) m·s-2
ist etwa um 2% kleiner als der Normwert der Erdbeschleunigung. Dieser Umstand kann auf Effekte wie Luftwiderstand oder Auftrieb zurückgeführt werden.
Jo Barton 2022