Ev. Gymnasium Werther

Physikalisches


Mechanik mit dem Fahrrad
Messungen mit einem selbstgebauten Hallsensor

Dr. J. Meya, Physiklehrer am Evangelischen Gymnasium Werther, hat für den Mechanikunterricht in der 10. bzw. 11. Klasse einen eigenen Sensor entwickelt, mit dem die Bewegungen eines Fahrrades aufgenommen und ausgewertet werden können. Für interessierte Kolleginnen und Kollegen stellt er an dieser Stelle die erforderlichen Informationen und Messprogramme zur Verfügung. Er schreibt dazu:

Wie fährt ein Fahrrad an? Kann man die Beschleunigung des Rads angeben? Wie viel Kraft und wie viel Energie braucht man eigentlich zum Fahrrad fahren? – Guter Physikunterricht ist lebensnah. Wir unterrichten deshalb die Mechanik in der Eingangsstufe der Sekundarstufe II mit Hilfe und an Hand unseres Physiksammlungsfahrrads, dessen Bewegungen wir mit einem einfachen Versuchsaufbau vermessen. Er besteht aus dem Fahrrad, meinem selbstgebautem Hallsensor, einem Interface und einem grafischem Taschenrechner und ermöglicht es, Bewegungen des Rades bis zu Strecken von 200m bei einer Auflösung von etwa 25 cm aufzunehmen.

Die Messwerte stehen nach der Versuchsdurchführung im Listenspeicher des Taschenrechners zu Verfügung und können in ein Tabellenblatt eingelesen werden. Die Schülerinnen und Schüler können sie auf ihren eignen Taschenrechner übertragen, selbstständig die zurückgelegten Wege und Geschwindigkeiten berechnen und t-s- bzw. t-v-Diagramme der Bewegung anfertigen. Auch die Beschleunigung, die Kraft auf das Rad und die aufgewendete Leistung können berechnet werden. Bei guten Versuchsbedingungen lassen sich die Reibungsbeiwerte des Fahrrads durch Ausrollversuche bestimmen.

Eine ausführliche Darstellung der Experimente findet sich in "Praxis der Naturwissenschaften – Physik in der Schule", Heft 1, Jahrgang 60 (Januar 2011), S. 42-45.

Die beschriebenen Versuche funktionieren mit den Casio-Rechnern FX-9860 und EA-200 sowie mit den Texas-Instruments-Rechnern TI-84 Plus und CBL-2. Eine Bauanleitung für den Hallsensor, die Software für Casio- und TI-Taschenrechner können mit den Links unter diesem Artiekl herunter geladen werden.

Die Software für Casio habe ich geschrieben, die für TI Matthias Fuchß vom Helmholtz Gymnasium Bielefeld. Für irgendwelche Fehler können wir keine Haftung übernehmen.