Luftkissenbahn

Von Sebastian Reinert, PTB Braunschweig

luftkissenbahn_1_225x320
Gemeinschaftlich wird der Versuch vorbereitet

Heute haben wir uns mit der Luftkissenbahn beschäftigt. Zuerst kommt vor dem Experimentieren wie immer die Theorie:

Mithilfe der Luftkissenbahn kann man Geschwindigkeit und Beschleunigung bestimmen. Dies geschieht mithilfe eines Schlittens, der auf der Luftkissenbahn „schwebt“. Durch viele kleine Öffnungen in der Bahn strömt eingeblasene Luft und drückt somit den Schlitten nach oben, sodass kaum noch Reibung vorhanden ist (Vergleich: Airhockey-Tisch und Luftkissenboote).

Zuerst wollen wir die gleichförmige Bewegung des Schlittens bestimmen:

Dazu haben wir zwei Lichtschranken in einem bekannten Abstand positioniert und an den Digitalzähler angeschlossen. Jetzt stoßen wir den Schlitten (noch vor der Lichtschranke) leicht an und messen mit dem Digitalzähler die Zeit, die der Schlitten benötigt um die Strecke zu überwinden. Da er die gesamte Strecke mit gleich bleibender Geschwindigkeit auf der Luftkissenbahn „schwebt“, kann man nun aus den Werten Weg und Zeit die Geschwindigkeit berechnen.

In unserem Versuch hat der Schlitten z. B. 8,46 Sekunden für die 1,3 m Strecke benötigt. Daraus berechnen wir mit ein paar kleinen Formeln seine Geschwindigkeit.

Ergebnis: 0,54 km/h (Kilometer pro Stunde).

luftkissenbahn_2_300x169
Ergründet: Geschwindigkeit und Beschleunigung

Zur Bestimmung einer gleichförmig beschleunigten Bewegung haben wir unseren Aufbau etwas erweitert: Über zwei Umlenkrollen ist der Schlitten durch ein Band mit einem Gewicht verbunden. Das Gewicht beschleunigt durch seinen freien Fall den Schlitten gleichförmig. Der Schlitten wird durch einen Elektromagneten am Startpunkt gehalten, bis wir ihn, durch Unterbrechen des Stromkreises, losfahren lassen.

Bei diesem Versuch lässt sich beobachten, dass der Schlitten, mit zunehmender Strecke, immer schneller wird.