Kraft gleich Masse mal Beschleunigung

Dieser Versuch zeigt den Zusammenhang zwischen der Kraft, die auf einen Körper einwirkt, dessen Masse und der daraus resultierenden Beschleunigung.

Zur Beschleunigung eines Reiters mit Masse $m_R$ auf der Luftkissenschiene steht eine Umlenkspule zur Verfügung, über die verschiedene Gewichte der Masse $m_G$ an den Reiter angehängt werden können. Der Reiter und auch das Gewicht werden mit der Gewichtskraft des Gewichts beschleunigt, so dass die zu erwartende Beschleunigung

$$a = \frac{m_G}{m_R+m_G}\cdot g$$

beträgt, wobei $g$ die Erdbeschleunigung ist.

Im Experiment können unabhängig voneinander die beschleunigende Kraft $F = m_G g$, die beschleunigte Masse $m_R + m_G$  und die Beschleunigung $a$ bestimmt werden. Ein Vergleich von $(m_R+m_G)\cdot a$ mit $F$ zeigt, dass $(m_R+m_g)\cdot a$ proportional zu $F$ ist, die Reibung in diesem Experiment aber nicht vernachlässigt werden kann. Folglich finden wir $(m_R+m_G)\cdot a < F$. Die Reibung wird vornehmlich von mehreren Umlenkrollen hervorgerufen.

Es stehen verschiedene Gewichte zur Beschleunigung zur Verfügung. Als sinnvoll haben sich 10g, 15g und 20 g erwiesen. Ein einzelner Reiter hat eine Masse von 282g. Es können weitere Reiter mit jeweils 282g angehängt werden, so dass die zu beschleunigende Masse zunimmt.