Freie Fallbewegung: Der fallende Stab

Dieser Versuch demonstriert den freien Fall an einem einfachen Versuch . Die Fallwege für unterschiedliche, definierte Fallzeiten werden  an einer Meßlatte gleichzeitig sichtbar gemacht. Aussagen über die Momentangeschwindigkeit der Fallbewegung sind qualitativ unmittelbar nach Beendigung der Fallbewegung möglich.
Dazu dient die folgende Versuchsanordnung. Eine ca. 5 cm breite und 1 m lange Holzlatte wird mit ihrer Längsachse senkrecht gehalten (magnetische Haltevorrichtung) und fällt nach Auslösung der freien Fallbewegung an einer, mit konstanter Umlauffrequenz (n = 2000 U/min) rotierenden Farbstoffspritze vorbei.  Die Spritze zeichnet auf der mit einem Papierstreifen bespannten Latte - in zeitlich äquidistanter Abfolge - Striche auf.

Beobachtung:  Der Abstand der über die Querausdehnung der Latte gezeichneten Striche voneinander nimmt mit zunehmender Fallzeit zu. Die Striche haben eine mit wachsender Fallzeit zunehmende Neigung.

Zur quantitativen Auswertung des Versuchs:
Zwischen der Aufzeichnung zweier benachbarter Striche liegt jeweils das Zeitintervall  Dt = 0.033 s.
Durch die Auswertung aller Strichabstände findet man den Fallweg s in Abhängigkeit von der verstrichenen Fallzeit t als quadratische Beziehung:   s = g/2 * tund auch die Fallbeschleunigung g.
Aus dem Abstand von jeweils zwei nebeneinander liegenden Strichen läßt sich die Fallgeschwindigkeit v als Funktion der Fallzeit auswerten:    v = g * t .
Auch die Neigung der Striche auf der Latte könnte zur Auswertung der momentanen Fallgeschwindigkeit herangezogen werden. Dies wird aber in der Vorlesung nicht durchgeführt.