| Beschleunigung von Zügen
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Am Donnerstag, den 21.03.2013, trafen wir uns zur 2. Stunde vor der Schule um dann mit der U5 zum Hauptbahnhof zu fahren. Dort angekommen liefen wir zu den Gleisen der S-Bahnen, um mittels Messungen deren Beschleunigung zu ermitteln. Hierzu positionierten wir uns als erstes vorne am Triebkopf des Zuges. Jeder Schüler bekam eine Stoppuhr und eine Waggonnummer zugeteilt. Paul übernahm die Aufgabe, den anderen zuzurufen, wann der Zug anfuhr, damit diese gleichzeitig zu stoppen beginnen konnten. Nach jedem vorbeigefahrenen Waggon rief Paul die Nummer des Waggons und der dazugehörige Schüler hörte auf zu stoppen. Nachdem der Zug im Tunnel verschwunden war, notierten wir die Zeiten, die der Zug gebraucht hatte um die Strecke der jeweiligen Waggons zurückzulegen.
Als wir diesen Ablauf bei vier verschiedenen S-Bahnen wiederholt hatten, begaben wir uns in die Bahnhofshalle, um auf die Abfahrt eines ICE zu warten. Da dieser ein paar Minuten später von Gleis 22 in Richtung Hamburg abfuhr, begaben wir uns sofort ans Ende des Gleises. Hier wiederholten wir den Ablauf der Messungen, den wir bei den S-Bahnen erprobt hatten. Nachdem wir die gemessenen Zeiten notiert hatten, begaben wir uns schnellstmöglich zurück in die Bahnhofshalle, da wir in der winterlichen Frische etwas froren.
Zu guter Letzt gingen wir zu den Gleisen der U-Bahnen, wo wir die Zeit der U5 Richtung Laimer Platz stoppten, die sie brauchen würde, um die Strecke ihrer Waggons zurückzulegen. Nach dieser Messung und ihrer Notierung stiegen wir in die U5 nach Neuperlach ein und traten den Heimweg an.
In der Schule angekommen begannen wir die Auswertung. Hierbei verdeutlichten wir die konstante Beschleunigung der Züge, indem wir im Physik-Computerprogramm „Cassy“ Diagramme erstellten. In diese trugen wir die gestoppten Zeiten sowie die zu dem Zeitpunkt zurückgelegte Strecke (Länge der Waggons aus dem Internet). Im Folgenden seht ihr im Vergleich die Diagramme der U-Bahn und des ICE.
Die Beschleunigung erhält man, indem man in die Formel a=2*(s/(t*t)) einen der gemessenen Punkte (aus dem Diagramm)einsetzt. Nun berechnet man so von jedem Punkt die Beschleunigung, addiert alle Werte und teilt sie durch die Anzahl der Werte, so erhält man die durchschnittliche Beschleunigung des Zuges.
Als Wert für die U-Bahn erhielten wir a=1,1 m/(s*s)
Als Wert für den ICE: a = 0,15 m/(s*s). Vergleicht man diesen Wert mit der maximalen Beschleunigung eines ICEs von 0,5 m/(s*s), so ist festzustellen, dass unser ICE sehr "bummelig" aus dem Bahnhof ausgefahren ist.
Alex, Daniel, Lukas und Stephan (9a und 9b)
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