Benötigte Hilfsmittel (Umgang siehe hier!):
1 Bandmaß;
1 Meterstab;
1 Lineal;
1 Schiebelehre;
diverse Gegenstände

Aufgabe:
Es sollen die angegebenen Längen so genau wie möglich gemessen werden. Dabei solltest du deine Messgenauigkeit abschätzen und angeben: z.B.: Höhe = 3,52m ± 0,5cm
Für problematische Messungen solltest du eine geschickte Methode überlegen und aufschreiben.

1. Abmessungen eines Quaders (z.B. Zündholzschachtel)

Länge: __________________ Breite: ____________________

Dicke: _____________________

 

2. Abmessungen des Zimmers

Länge: __________________ Breite: ____________________

Höhe: _____________________

3. Abmessungen eines Blattes DIN A 4 (verwende die richtige Einheit)

Länge: __________________ Breite: ____________________

Höhe: _____________________

Methode zur Dickenbestimmung: _______________________________________

__________________________________________________________________

 

4. Abmessungen eines Zylinders (z.B. 2-Euro-Stück)

Höhe: _____________________ Durchmesser: ______________________

5. Abmessungen eines Rohrs (z.B. Kugelschreiberhülle)

Durchmesser außen: _____________________

Durchmesser innen: ______________________

Wandstärke: ___________________

Methode zur Wandstärkebestimmung: ________________________________________________

 

6. Abmessungen einer Tasse

Höhe außen: _____________________ Höhe innen: ______________________

Durchmesser außen: _____________________

Durchmesser innen: ______________________

Zur Längenmessung verwendet man je nach der Größenordnung der zu messenden Länge:

  • Maßband (für Längen größer als 1 Meter) - Genauigkeit ist je nach Ausführung zwischen 1mm und 1cm
  • Meterstab (für Längen zwischen 20 cm und 1 Meter) - Genauigkeit ist etwa 1 mm
  • Lineal bzw. Geodreieck (für Längen zwischen 0,5 cm und 20 cm)- Genauigkeit ist etwa 0,5 mm
  • Messschieber (für Längen zwischen 10cm und 1mm) - Genauigkeit 0,1 mm
  • Messschraube (für Längen zwischen 0,1mm und 1 cm) - Genauigkeit 0,01mm

Das Maßband

Beim Maßband muss man genau darauf achten, wo der Nullpunkt ist. Dieser ist nicht immer genau am Ende.
 


Bei Außenmaßen kann man direkt ablesen.
Bei Innenmaßen muss man zur abgelesenen Länge die Länge L-M des Maßbandkopfes und eventuell den Abstand des Nullpunkts vom Maßbandende addieren.

Meterstab und Lineal

Beim Ablesen mit dem Meterstab, Lineal oder Geodreieck muss man darauf achten, dass man senkrecht zum Lineal beobachtet, sonst stimmt die abgelesene Länge nicht. Insbesondere, wenn der Meterstab nicht direkt am Gegenstand anliegt. Den Fehler durch schräges Ablesen nennt man Parallaxe. Für sehr genaue Ablesungen verwendet man deshalb Spiegelmaßstäbe. Man sieht genau dann senkrecht auf den Spiegel, wenn Gegenstandskante und Spiegelbild der Gegenstandskante zur Deckung kommen.

Messschnäbel

Beim Ablesen mit Messschnäbeln verhindert man Fehler durch Schrägansicht (Parallaxe). Wie lang ist hier der Holzklotz? 10cm oder 20cm oder 10,5cm oder 20,5cm?

Messschieber

Der Messschieber misst auf 0,1 mm genau.

Die cm und mm liest man an der Nullmarke des Nonius ab. Im gezeigten Fall sind es 2cm und 5mm (oder 25mm).

Der Nonius
Stimmt die Null der Noniusskala (untere Skala von 0 bis 10) nicht genau mit einem Strich der Hauptskala überein, so sucht man den Strich der Noniusskala der mit einem Strich der Hauptskala übereinstimmt. Dessen Wert ergibt dann die Zehntel Millimeter, welche die Null der Noniusskala vom abgelesenen Strich der Hauptskala nach rechts verschoben ist.

Beispiel
Die Null des Nonius ist etwas rechts vom 2-mm-Strich. Der 3. Strich der Noniusskala stimmt genau mit einem Strich der Hauptskala überein. Der angezeigte Wert ist deshalb 2 ganze Millimeter und 3 Zehntelmillimeter, also 2,3mm

Das Außenmaß:
Zur Bestimmung des Außenmaßes klemmt man einen Körper zwischen die zwei Zangen des Messschiebers

Das Innenmaß:
Zur Bestimmung des Innenmaßes klemmt man die beiden hinteren Stege des Messschiebers in den Hohlraum.
Das Tiefenmaß:
Zur Bestimmung des Tiefenmaßes schiebt man den dünnen Stift des Messschiebers in den Hohlraum bis zum Anschlag und legt die Kante des Messschiebers oben an.

Messschraube (Mikrometer)

Bei der Messschraube klemmt man einen Gegenstand durch Drehen der Schraube zwischen die Messbacken.

 

Ablesen
Die ganzen bzw. halben Millimeter liest man der Skalenhülse ab. Die zusätzlichen Hundertstel Millimeter liest man an der Skala der drehbaren Trommel ab.

 

Übung
Auf der Seite der Uni-Bayreuth (Adresse: http://www.virtphys.uni-bayreuth.de/elek/source/t_micro.swf) findest du ein sehr gut gemachtes Online-Experiment mit Übungen zur Mikrometerschraube.

Nimm an, du stehst an einer Straße und möchtest wissen, wie schnell ein vorbeikommender Radfahrer fährt: Hier kannst du dies direkt messen.

Es steht eine funktionierende Stoppuhr zur Verfügung und ein Radfahrer kommt auf das Signal "Starten" vorbei. Vorher sind schon im Abstand von \(25\rm{m}\) zwei Pfosten an den Straßenrand gestellt worden. Und nun bestimme die Geschwindigkeit. (Du kannst das gleiche Experiment natürlich auch real mit einer richtigen Stoppuhr im Freien wiederholen.)


 


 

Grün: Start
Rot: Stop
Grau: Rückstellen

Die folgende Animation zeigt die Fahrt eines Autos. Die einzelnen Bilder des Films haben einen Zeit-Abstand von 0,05 Sekunden, die Streifen an der Mauer sind 0,50 m breit. Du kannst den Wagen vorwärts oder rückwärts mit den Einzelbildpfeilen bewegen.

 

Entnimm den Einzelbildern des Films die Werte für eine \(t\)-\(x\)-Tabelle. Verwende als Ortsmarke z.B. die Fenstermitte des Autos.

\(t\;{\rm{in}}\;{\rm{s}}\)   0,00    0,05    0,10    0,15    0,20    0,25    0,30    0,35    0,40    0,45    0,50    0,55    0,60    0,65    0,70 
\(x\;{\rm{in}}\;{\rm{m}}\)                              

Fertige aus der Tabelle ein t - x - Diagramm.

Bestimme die Geschwindigkeit des Autos.

Versuchsziel: Genaue Bestimmung der Schallgeschwindigkeit in Luft

Aufbau und Durchführung

Man klopft mit einer Stativstange auf eine Isolierstütze. Dadurch wird ein Schallimpuls ausgelöst und gleichzeitig ein elektrischer Kontakt geschlossen. Auf diese Weise wird die elektronische Uhr eingeschaltet.

Hinweis

Bei diesem Versuch wird ein Computer als Uhr benutzt. Damit dies möglich ist, muss vor den Computer ein Gerät (Interface) geschaltet werden, welches die eingehenden Signale so aufbereitet, dass sie der Computer verarbeiten kann.

In der Entfernung s von der Isolierstütze befindet sich ein empfindliches Mikrophon. Wenn der Schallimpuls beim Mikrophon ankommt, führt dies zu einem elektrischen Signal, welches die laufende Uhr (Interface + Computer) abschaltet. Auf diese Weise wird die Laufzeit des Schallimpulses für die Strecke s bestimmt.

Um eine zuverlässige Aussage über die Schallgeschwindigkeit in Luft zu erhalten, wird die Laufzeit für verschiedene Entfernungen s bestimmt.

Beobachtung

s in m 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 1,00
t in ms 0,35 0,63 0,92 1,20 1,47 1,78 2,04 2,39 2,95

Werte den Versuch grafisch aus und bestimme mit Hilfe der Grafik die Schallgeschwindigkeit in Luft.

ein Schülerversuch von Manfred Aigner

Versuch 1: Geschwindigkeit einer aufsteigenden Luftblase

Geräte:

wassergefülltes Glasrohr auf Brett,
Maßstab,
Uhr,
Stativmaterial,
Unterlegeklötze,
Papierstreifen (z.B. Abschnitt einer Additionsrolle)


Versuchsaufbau:

Schiebe den Papierstreifen zwischen Glasrohr und Brett und lege das Brett auf den Tisch.

Für das einseitige Anheben des Glasrohres musst Du ein Stativ oder Unterlegeklötze bereitstellen.



Versuchsdurchführung:
Starte die Luftblase durch Anheben des Glasrohres und markiere alle 5 Sekunden durch einen Bleistiftstrich auf dem Papierstreifen die Stelle, an der sich die Luftblase gerade befindet (z.B. immer beim Luftblasenanfang).

Trage die Werte in Tabelle und Diagramm ein:

t in s

         

s in cm

         
           

Ergebnis:
 


 

Versuch 2: Bestimmung der Schallgeschwindigkeit

Geräte:

Handstoppuhr,
Maßband,
Starterklappe


Versuchsdurchführung:
In 100m Entfernung wird die Starterklappe geschlagen. Starte Deine Uhr, wenn Du den Schlag siehst und stoppe sie, wenn Du ihn hörst.


Versuch

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

t in s

                   

v in m/s

                   


Mittelwert:






Wodurch wird die Genauigkeit des Ergebnisses beeinflusst?


 

Diese Seite stammt von Manfred Aigner, Gymnasium Geretsried, der auch noch viele andere schöne Arbeitsblätter auf seiner Homepage hat.