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Freiprojekt Flummis und Sprungkraft

Freiprojekt Flummis und Sprungkraft

 Bericht: NwT1-Freiprojekt
zum Thema Flummis und ihre Sprungkraft
Sophia Stähle
Benjamin Böklen
Klasse 10
Sindelfingen, den 27.12.2018 Abstr
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Experiment mit Erklärung

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Bericht: NwT1-Freiprojekt zum Thema Flummis und ihre Sprungkraft Sophia Stähle Benjamin Böklen Klasse 10 Sindelfingen, den 27.12.2018 Abstrakt Dieses Projekt dient dazu in einem reproduzierbaren Experiment die Auswirkungen eines Parameters auf wissenschaftliche Weise zu analysieren. Das folgende Projekt untersucht den Einfluss von Temperaturvariation auf die Sprunghöhe eines elastischen Objektes. Für die Experimentdurchführung wurde ein Flummi mit einem Durchmesser von ~2.5 cm verwendet. Inhaltsverzeichnis 2 1 Kurzvorstellung des Freiprojekts 1.1 Fragestellung 1.2 Versuchsaufbau 1.3 Materialien …..... 1.4 mögliches Problem .... 1.5 Versuchsdurchführung 2 Ausgangstheorie 2.1 Vermutung 2.2 Begründung 3 Probleme 3.1 Parallaxe 3.2 Untergrund 4 Ergebnisse 4.1 Auflistung aller Versuche + Gesamtdarstellung 4.2 Auswertung 5 Schlussfolgerung 1 Kurzvorstellung des Freiprojekts 1.1 Fragestellung S.3 S.3 S.3 ..... S.3 S.3+4 S.5 ... S.5 S.6 S.6 S.7+8+9 S.10 …...... S. 10 ……………... S. 11 3 Wie verändert sich die Sprungkraft eines Flummis, wenn man seine Temperatur verändert? Wo liegt hierbei das Temperaturmaximum? Bei welcher Temperatur ist die Sprunghöhenzunahme am Größten? 1.2 Versuchsaufbau Den Flummi legen wir auf eine Art Greifarm. Den Greifarm öffnen wir mithilfe eines Fadens und so fällt der Flummi aus ungefähr 41 cm zu Boden. Der Greifarm ist auf der Bodenplatte befestigt. 1.3 Materialien - Holzplatte (dient uns als Untergrund und für den Greifarm) - Fäden (zum Öffnen des Greifarms) - Flummi (Versuchsobjekt) 1.4 mögliches Problem Nicht gleichzeitiges Öffnen der Greifarme, würde zum andrehen des Flummis führen, wodurch dieser schräg abspringen würde. → Fäden der Greifarme sind miteinander verbunden → Gleicher Zug 1.5 Versuchsdurchführung Bei unserem Modell wollen wir die Höhe nach dem ersten Absprung des Flummis messen. Damit die Maße...

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genau sind, werden wir ein Video von dem Versuch machen und anhand dessen die genauen Werte des Kehrpunktes ablesen. Wir werden den Versuch je Temperatur 5 Mal durchführen und je den Mittelwert bestimmen. Der Flummi fällt, indem wir ihn auf die Einkerbung des Greifarms gelegt haben und diesen durch den Zug an den Fäden öffneten. Der Flummi fällt so sehr gerade auf den Boden. Um die Temperatur des Flummis zu verändern haben wir ihn je 20 Minuten unterschiedlich stark erwärmt oder abgekühlt. Bei -16°C, haben wir ihn in das Gefrierfach gelegt. Die 0°C erreichten wir, indem der Flummi in Eiswasser getaucht haben. Die 22°C entsprachen der Raumtemperatur. Die Temperatur von 50°C wurden durch das Legen in ein kochendes Wasserbad erreicht. 4 Unsere Höchsttemperatur von 60°C erhielten wir, indem wir den Flummi im Ofen erhitzten. Nach dem Versuch haben wir den Flummi jeweils 20 Minuten bei Raumtemperatur liegen gelassen, um eine ähnliche Ausgangstemperatur herzustellen. Der Versuch wurde 5 Mal ohne Pause durchgeführt, um die Wärmeaufnahme aus der Umgebung oder Wärmeabgabe an die Umgebung zu minimieren. 2 2.1 Vermutung Wir haben vermutet, dass die Sprungkraft des Flummis mit zunehmender Temperatur zunimmt und folglich mit abnehmender Temperatur abnimmt. Außerdem wissen wir, dass ein Energieverlust vorhanden ist. Bei hohen Temperaturen verformt beziehungsweiße verflüssigt sich Gummi, der Hauptbestandteil des Flummis. Folglich müsste es eine höchstmögliche Temperatur geben, bei der der Flummi noch eine maximale Höhe erreicht. Ausgangstheorie 2.2 Begründung Lässt man einen Flummi fallen, so verliert er mit jedem Aufprall an Höhe, daher muss es in irgendeiner Form einen Energieverlust geben. Flummis springen wegen ihrer elastischen Eigenschaft. Der Flummi wird bei zunehmender Temperatur weicher und folglich elastischer. Dann kann sich der Flummi beim Aufprall am Boden stärker zusammenstauchen und speichert mehr Energie, die er zum Absprung verwendet und springt höher wieder ab. Ist der Flummi gefroren, so verhärtet er sich und verliert an Elastizität. Trifft er auf den Boden, so staucht er sich schwächer zusammen und speichert weniger Energie, um erneut abzuspringen. 3 3.1 Probleme Parallaxe Erläuterung: Durch das Filmen des Versuchs kann das Problem einer Parallaxe entstehen. Ein Parallaxenfehler ist ein Beobachtungsfehler, der in diesem Fall entsteht, 5 H NwT1 - Freiprojekt zum Thema Flummis und ihre Sprungkraft Sophia Stähle und Benjamin Böklen Gliederung Kurzvorstellung II. Ausgangstheorie III. Ergebnisse IV. Reproduzierbarkeit IV. Auswertung V. Schlussfolgerung NwT1 - Freiprojekt Sophia Stähle und Benjamin Böklen 1. Kurzvorstellung NwT1 - Freiprojekt Sophia Stähle und Benjamin Böklen I. Ausgangstheorie Sprungkraft nimmt mit zunehmender Temperatur zu → Elastizität des Gummis nimmt zu Energieverlust mit jedem Aufprall → Wärmeabgabe an die Umgebung Sprunghöhenverlust ab Maximaltemperatur → Flummi wird zu weich NwT1 - Freiprojekt Sophia Stähle und Benjamin Böklen

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genau sind, werden wir ein Video von dem Versuch machen und anhand dessen die genauen Werte des Kehrpunktes ablesen. Wir werden den Versuch je Temperatur 5 Mal durchführen und je den Mittelwert bestimmen. Der Flummi fällt, indem wir ihn auf die Einkerbung des Greifarms gelegt haben und diesen durch den Zug an den Fäden öffneten. Der Flummi fällt so sehr gerade auf den Boden. Um die Temperatur des Flummis zu verändern haben wir ihn je 20 Minuten unterschiedlich stark erwärmt oder abgekühlt. Bei -16°C, haben wir ihn in das Gefrierfach gelegt. Die 0°C erreichten wir, indem der Flummi in Eiswasser getaucht haben. Die 22°C entsprachen der Raumtemperatur. Die Temperatur von 50°C wurden durch das Legen in ein kochendes Wasserbad erreicht. 4 Unsere Höchsttemperatur von 60°C erhielten wir, indem wir den Flummi im Ofen erhitzten. Nach dem Versuch haben wir den Flummi jeweils 20 Minuten bei Raumtemperatur liegen gelassen, um eine ähnliche Ausgangstemperatur herzustellen. Der Versuch wurde 5 Mal ohne Pause durchgeführt, um die Wärmeaufnahme aus der Umgebung oder Wärmeabgabe an die Umgebung zu minimieren. 2 2.1 Vermutung Wir haben vermutet, dass die Sprungkraft des Flummis mit zunehmender Temperatur zunimmt und folglich mit abnehmender Temperatur abnimmt. Außerdem wissen wir, dass ein Energieverlust vorhanden ist. Bei hohen Temperaturen verformt beziehungsweiße verflüssigt sich Gummi, der Hauptbestandteil des Flummis. Folglich müsste es eine höchstmögliche Temperatur geben, bei der der Flummi noch eine maximale Höhe erreicht. Ausgangstheorie 2.2 Begründung Lässt man einen Flummi fallen, so verliert er mit jedem Aufprall an Höhe, daher muss es in irgendeiner Form einen Energieverlust geben. Flummis springen wegen ihrer elastischen Eigenschaft. Der Flummi wird bei zunehmender Temperatur weicher und folglich elastischer. Dann kann sich der Flummi beim Aufprall am Boden stärker zusammenstauchen und speichert mehr Energie, die er zum Absprung verwendet und springt höher wieder ab. Ist der Flummi gefroren, so verhärtet er sich und verliert an Elastizität. Trifft er auf den Boden, so staucht er sich schwächer zusammen und speichert weniger Energie, um erneut abzuspringen. 3 3.1 Probleme Parallaxe Erläuterung: Durch das Filmen des Versuchs kann das Problem einer Parallaxe entstehen. Ein Parallaxenfehler ist ein Beobachtungsfehler, der in diesem Fall entsteht, 5 H NwT1 - Freiprojekt zum Thema Flummis und ihre Sprungkraft Sophia Stähle und Benjamin Böklen Gliederung Kurzvorstellung II. Ausgangstheorie III. Ergebnisse IV. Reproduzierbarkeit IV. Auswertung V. Schlussfolgerung NwT1 - Freiprojekt Sophia Stähle und Benjamin Böklen 1. Kurzvorstellung NwT1 - Freiprojekt Sophia Stähle und Benjamin Böklen I. Ausgangstheorie Sprungkraft nimmt mit zunehmender Temperatur zu → Elastizität des Gummis nimmt zu Energieverlust mit jedem Aufprall → Wärmeabgabe an die Umgebung Sprunghöhenverlust ab Maximaltemperatur → Flummi wird zu weich NwT1 - Freiprojekt Sophia Stähle und Benjamin Böklen