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Beschleunigung

Wie beschleunigt die Maus? - Analyse einer 2-dimensionalen Bewegung

Gibt es noch andere Beschleunigungen als die Erdbeschleunigung? Kann sich die Beschleunigung nicht auch mit der Zeit ändern?

Um diese Fragen zu untersuchen und selbst eigene Erfahrungen zu machen, sollen freie Bewegungen mit dem Rechner analysiert werden, wobei als Wegsensor eine Computermaus dient. Dazu sollen Sie mit Ihrer Maus verschiedene Formen nachfahren. Der Computer errechnet aus den gemessenen Orten der Maus über die mittlere Geschwindigkeit die mittlere Beschleunigung. Da dies in sehr kleinen Zeitintervallen geschieht, kann man näherungsweise von der Momentanbeschleunigung sprechen.

Arbeitsauftrag

  • Stellen Sie die Eigenschaften der Maus so ein, dass bei der Bewegung die Beschleunigung linear gemessen wird, indem Sie z.B. bei Windows in der Systemsteuerung die Einstellung Maus/Bewegung/Beschleunigung/keine und Maus/Bewegung/Geschwindigkeit/langsam vornehmen. Führen Sie bei allen Messungen die Maus so, dass sie immer die gleiche räumliche Ausrichtung auf dem Tisch hat.
  • Fahren Sie mit Ihrer Maus verschiedene Formen nach!
  • Versuchen Sie die Maus ein Stück schnell und dann wieder mal langsam zu bewegen und betrachten Sie die jeweiligen Beschleunigungsvektoren!
  • Was erwarten Sie von Richtung und Betrag der Beschleunigungsvektoren, wenn die Bewegung entlang bestimmter Figuren, wie z.B. ein Kreis oder eine Acht verläuft? Machen Sie sich eine Skizze und prüfen Sie Ihre Vorhersagen mit der Maus!
  • Betrachten Sie den Spezialfall konstanter Bahngeschwindigkeit. Was lässt sich hierbei über die Beschleunigung aussagen? Schreiben Sie Ihre Vermutung auf und überprüfen Sie sie wieder mit der Maus!

Starten Sie das Projekt mit der blauen Pfeiltaste.

Wenn Sie nun die Maus innerhalb des JPAKMA-Fensters bewegen, werden die Geschwindigkeitsvektoren blau und die Beschleunigungsvektoren rot eingezeichnet.

Abb.1
JPAKMA-Projekt "Beschleunigung und Geschwindigkeit"

Lösung

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