Entscheide bei jeder Aussage, ob sie zur experimentellen Überprüfung passt.
Tippe auf „Stimmt“ oder „Stimmt nicht“. Danach erscheint die Begründung.
Aussage 1 von 6
Drei stimmen, drei nicht. Die Fallen: „misst direkt“, „widerlegt“ und „eine Messung reicht“.
Frage dich jeweils: Was misst das Gerät wirklich? Und was rechnet man daraus?
2
Die Schritte der Auswertung
AFB I
Bringe die Schritte einer Versuchsauswertung in die richtige Reihenfolge.
Ziehe die Karten in die richtige Reihenfolge — mit der Tastatur: ↑/↓ verschiebt.
1Vorhersage formulieren: Ekin soll gleich Epot sein.
2Messreihe aufnehmen: verschiedene Fallhöhen, jeweils die Verdunkelungszeit messen.
3Aus jeder Zeit die Geschwindigkeit berechnen: v = d : t.
4Für jede Messung Epot und Ekin berechnen.
5Ekin über Epot auftragen und die Steigung beurteilen.
6Abweichungen benennen und auf Fehlerquellen zurückführen.
Die Vorhersage steht vor der Messung — sonst passt man sie hinterher an das Ergebnis an. Und die Fehlerdiskussion steht ganz am Ende, nicht mittendrin.
Was muss feststehen, bevor man das erste Mal misst?
3
Von der Zeit zur Geschwindigkeit
AFB I
Eine Kugel mit d = 2,00 cm verdunkelt die Lichtschranke 4,5 ms lang. Wie groß ist ihre Geschwindigkeit?
Zahl eintragen — Enter prüft direkt.
v = d : t = 0,02 m : 0,0045 s ≈ 4,44 m/s. Beide Größen müssen in Grundeinheiten stehen: cm in m, ms in s.
2,00 cm sind 0,02 m und 4,5 ms sind 0,0045 s.
4
Eine Messung komplett auswerten
AFB II
Fallhöhe h = 1,00 m, Kugel mit m = 0,500 kg und d = 2,00 cm, gemessene Verdunkelungszeit t = 4,6 ms. Jeder Schritt schaltet den nächsten frei.
Jeder Schritt schaltet den nächsten frei.
Wie groß ist Epot vor dem Fall?J
Wie groß ist v = d : t?m/s
Wie groß ist die gemessene Ekin?J
Wie viel Prozent von Epot sind das?%
Epot = 0,5 · 9,81 · 1 = 4,905 J. v = 0,02 : 0,0046 ≈ 4,35 m/s, also Ekin = ½ · 0,5 · 4,35² ≈ 4,73 J — das sind rund 96 % von Epot. Ein völlig normales Schulversuchsergebnis.
Die Reihenfolge ist immer: erst die berechnete Größe, dann die gemessene, dann der Vergleich.
Prozent: gemessener Wert geteilt durch berechneten Wert, mal 100.
5
Systematisch oder zufällig?
AFB II
Ordne jede Fehlerquelle der passenden Art zu.
Ziehe die Karten in das passende Fach.
1systematisch
2zufällig
Die Prüffrage lautet immer: Wirkt der Fehler bei jeder Messung in dieselbe Richtung? Dann ist er systematisch — und Wiederholen hilft nicht.
Drei Karten pro Fach. Ein zu groß abgelesenes Maß ist immer zu groß.
6
Welches Diagramm passt?
AFB II
Ein Versuch liefert Messpunkte, die alle deutlich unter der Winkelhalbierenden liegen, und zwar umso weiter, je größer Epot ist. Was folgt daraus?
Mehrere Antworten sind richtig.
Entscheidend ist das Wort alle: Lägen die Punkte mal darüber und mal darunter, wäre es zufällige Streuung. Liegen sie alle darunter, steckt eine Ursache dahinter — und zwar eine, die mit wachsender Geschwindigkeit stärker wird: der Luftwiderstand.
Drei Aussagen sind richtig. Achte auf den Unterschied zwischen „systematisch“ und „widerlegt“.
7
Der Versuchsaufbau
AFB II
Klicke im Schema das jeweils gesuchte Bauteil an.
Klicke das gesuchte Element an. Mit der Tastatur: Tab zum Wandern, Enter zum Auswählen.
Der Elektromagnet ist wichtiger, als er aussieht: Er sorgt dafür, dass die Kugel wirklich aus der Ruhe startet und der Versuch reproduzierbar ist.
Überlege bei jedem Auftrag: Wird hier gemessen, gehalten oder gerechnet?
8
Der Merktext zur Auswertung
AFB II
Setze die passenden Begriffe ein.
Wort anklicken, dann Lücke anklicken.
Zur Überprüfung nimmt man eine mit verschiedenen Fallhöhen auf. Trägt man Ekin über Epot auf, erwartet man eine mit der Steigung 1. Liegen alle Punkte darunter, liegt ein wirkender Fehler vor: Ein Teil der Energie wurde in Energie umgewandelt. Ein solcher Versuch den Energieerhaltungssatz, statt ihn zu widerlegen.
Achte auf das letzte Wort: Ein Versuch kann einen Satz stützen oder widerlegen — beweisen kann er ihn nie.
Die letzte Lücke ist die wichtigste: Wie formuliert man das Ergebnis korrekt?
9
Fehlersuche im Versuchsprotokoll
AFB III
Ein Protokoll enthält mehrere Fehler. Klicke genau die falschen Zeilen an.
Klicke genau die falschen Zeilen an.
Drei Fehler, und alle drei betreffen nicht die Rechnung, sondern die Sprache: was gemessen wurde, wohin die Energie ging und welche Fehlerart vorliegt. Genau darauf achtet die Bewertung bei Versuchsprotokollen.
Die Zahlen im Protokoll sind alle richtig. Die Fehler stecken in den Formulierungen.
10
Wie genau muss die Zeitmessung sein?
AFB III
Bei h = 0,20 m ist die Kugel etwa 1,98 m/s schnell und verdunkelt die Lichtschranke rund 10,1 ms. Bei h = 2,00 m sind es etwa 6,26 m/s und nur noch 3,2 ms. Bei welcher Höhe wirkt sich eine Ungenauigkeit von 0,1 ms stärker aus?
Trage die relative Ungenauigkeit in Prozent ein (0,1 ms geteilt durch die Messzeit, mal 100). Eine Nachkommastelle genügt.
bei h = 0,20 m: % bei h = 2,00 m: %
0,1 : 10,1 ≈ 1 % gegenüber 0,1 : 3,2 ≈ 3,1 %. Je schneller die Kugel, desto kürzer die Messzeit und desto stärker fällt dieselbe absolute Ungenauigkeit ins Gewicht — in Ekin sogar doppelt, weil v quadriert wird. Wer genau messen will, nimmt entweder größere Kugeln oder ein Gerät mit feinerer Auflösung.
Relative Ungenauigkeit = absolute Ungenauigkeit geteilt durch den Messwert.
Dieselbe 0,1 ms ist bei einer kurzen Zeit ein größerer Anteil.
