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Experiment: Geschwindigkeit

Maßband, Stoppuhr, fünf Durchgänge, eine Tabelle — hier übst du, wie aus streuenden Messwerten ein brauchbares Ergebnis wird.

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Übungsaufgaben

Alle Übungen fortlaufend nummeriert — zuerst die interaktiven Übungen zum Klicken, Ziehen und Knobeln, danach die Rechen- und Textaufgaben. Jede Übung gibt dir sofort Rückmeldung; bei Schwierigkeiten helfen dir die gestuften Tipps.

A1
So läuft die Messung
AFB I

Eine Gruppe misst, wie lange ein Spielzeugauto für eine abgemessene Strecke braucht. Welche Aussagen zum Vorgehen stimmen?

Mehrere Antworten sind richtig. Markiere alle zutreffenden und klicke dann auf „Prüfen“.
Streuende Zeiten sind normal: Sie entstehen vor allem durch die Reaktionszeit beim Starten und Stoppen. Der Mittelwert ist die Summe aller Zeiten geteilt durch ihre Anzahl — nicht der größte und auch nicht der kleinste Wert.
A2
Stimmt's? — Fünferserie
AFB I

Fünf Behauptungen rund um Messreihe, Mittelwert und Messungenauigkeit.

Fünf Aussagen nacheinander. Eine falsche Einschätzung reicht — dann startest du die Serie mit „Neue Runde“ neu.
Aussage 1 von 5

Messwerte streuen immer. Wichtig ist nicht, die Streuung wegzudiskutieren, sondern sie durch mehrere Durchgänge und einen Mittelwert in den Griff zu bekommen.
A3
Lückentext mit Wortbank
AFB I

Setze die Fachbegriffe an die richtige Stelle — ein Wort bleibt übrig.

Wort anklicken, dann Lücke anklicken (oder umgekehrt) — mit Tab und Enter geht es genauso. Ein Klick auf eine gefüllte Lücke legt das Wort zurück.

Die Strecke misst du mit dem und die Zeit mit der — weil eine einzelne Messung ungenau ist, nimmst du eine aus mehreren Durchgängen auf und berechnest daraus den aller Zeiten. Die wichtigste Ursache für die Unterschiede zwischen den Zeiten ist dabei deine .

„Achsenkreuz“ passt in keine Lücke: Es gehört zum Zeichnen eines Diagramms und nicht zur Aufnahme einer Messreihe.
A4
Welcher Schritt des Experiments?
AFB I

Ordne jede Karte dem Arbeitsschritt zu, zu dem sie gehört.

Ziehe jede Karte in den passenden Korb — oder wähle sie mit Enter aus und drücke dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).
1Vorbereiten
2Messen
3Auswerten
Das Anlegen der Tabelle gehört noch zur Vorbereitung. Wer sie erst hinterher schreibt, verwechselt Durchgänge oder verliert Werte.
A5
Blitzrechnung
AFB I

Für dieselbe 20-m-Strecke stoppt eine Gruppe die Zeiten 4,1 s; 4,3 s; 4,0 s; 4,4 s und 4,2 s. Berechne den Mittelwert dieser fünf Zeiten.

Rechne selbst und trage das Ergebnis ein — Enter prüft direkt.
Alle Zeiten zusammen ergeben 21,0 s, und 21,0 s : 5 = 4,2 s. Wer nur die kleinste und die größte Zeit mittelt, lässt drei Messwerte ungenutzt liegen.
A6
Der Ablauf des Experiments
AFB II

Bring die Arbeitsschritte einer Geschwindigkeitsmessung in die richtige Reihenfolge.

Ziehe die Karten in die richtige Reihenfolge — mit der Tastatur: ↑/↓ verschiebt, Shift+↑/↓ wechselt nur den Fokus.
1Die Messstrecke festlegen und mit dem Maßband ausmessen
2Start- und Ziellinie markieren und die Tabelle anlegen
3Den ersten Durchgang stoppen und die Zeit sofort eintragen
4Den Durchgang viermal unter gleichen Bedingungen wiederholen
5Aus allen Zeiten den Mittelwert bilden und Ausreißer prüfen
Am häufigsten rutscht das Anlegen der Tabelle nach hinten. Wer erst nach dem Messen aufschreibt, verwechselt die Durchgänge — und weiß nachher nicht mehr, welche Zeit zu welchem Lauf gehört.
A7
Rechenkette
AFB II

Für eine 60 m lange Strecke stoppt eine Gruppe die Zeiten 12,0 s; 11,6 s; 12,4 s und 12,0 s.

Rechne die Kette Schritt für Schritt: Erst wenn ein Schritt stimmt, wird der nächste freigeschaltet. Enter prüft.
  1. Wie groß ist die Summe der vier gestoppten Zeiten? s
  2. Wie groß ist der Mittelwert der vier Zeiten? s
  3. Um wie viele Sekunden weicht die kürzeste Zeit vom Mittelwert ab? s
  4. Welchen Weg legt die Gruppe im Mittel in einer Sekunde zurück? m
Die Kette zeigt, warum sich der Aufwand lohnt: Aus der Einzelmessung 11,6 s hätten sich rund 5,17 m in jeder Sekunde ergeben, aus dem Mittelwert dagegen glatte 5 m — erst mehrere Durchgänge machen das Ergebnis verlässlich.
A8
Wozu dient was im Experiment?
AFB II

Verbinde jedes Gerät und jeden Begriff mit seiner Aufgabe in der Messung.

A9
Fehlersuche im Schulheft
AFB II

Sechs Sätze aus einem Schulheft — drei davon sind falsch. Finde sie.

In diesem Text stecken Fehler. Klicke genau die falschen Zeilen an — die richtigen musst du stehen lassen.
Am häufigsten kommt der zweite Fehler vor: Wer streuende Zeiten für ein Versagen hält, wiederholt endlos, statt zu mitteln.
A10
Wird die gestoppte Zeit größer oder kleiner?
AFB III

Ein Team misst eine 20-m-Strecke und erhält als Mittelwert 4,2 s. Wie verändert sich dieser Mittelwert? Schätze für jede Zeile ein, was passiert — ohne zu rechnen.

Wähle für jede Zeile eine Stufe: 1 = viel kleiner, 2 = etwas kleiner, 3 = bleibt gleich, 4 = etwas größer, 5 = viel größer. Mit der Tastatur: Tab zur Zeile, ←/→ zwischen den Stufen, Enter setzt.
1 = viel kleiner5 = viel größer
Dieselbe Messreihe wird in eine sauber beschriftete Tabelle übertragen.
Dieselbe Person legt statt der 20 m nun 100 m im gleichen Tempo zurück.
Die Messstrecke wird von 20 m auf 18 m verkürzt.
Es werden statt der 20 m nur noch 2 m gestoppt.
Die Person geht bei gleicher Strecke etwas langsamer als vorher.
Die gestoppte Zeit hängt an Strecke und Tempo, nicht an der Form der Tabelle — deshalb ändert die erste Zeile nichts. Fünffache Strecke bedeutet bei gleichem Tempo etwa fünffache Zeit; das erkennst du schneller, als du es ausrechnen kannst.