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Aufgabe

Über das Messen

Schwierigkeitsgrad: leichte Aufgabe

Hinweis: Diese Aufgabe stammt aus einem Artikel von Prof. Reinders Duit in UP 67/2002; Seite 7 und stammt von Prof. Horst Schecker.

Joachim Herz Stiftung
Abb. 1 Skizze zur Aufgabe

In der Klasse haben mehrere Schülergruppen aus Fallexperimenten die Fallbeschleunigung \(g\) bestimmt. In der Pause ergibt sich folgendes Gespräch:

Axel: Unser Wert \(g = 9{,}703\,\rm{\frac{m}{s^2}}\) ist am besten, wir haben nur 1% Fehler.

Janine: Ihr habt geschummelt. So genau kriegt man das nicht hin!

Axel: Wieso geschummelt? Die schlechteren Ergebnisse kann man weglassen. Hauptsache, man hat eine exakten Wert!

Janine: Bei uns kam dauernd etwas anderes heraus - mal 10,3 mal nur 9,5. Ich glaube, wir haben da etwas falsch gemacht.

Bernd: Wenn man sorgfältig genug arbeitet und keinen Fehler macht, müsste eigentlich immer genau 9,81 herauskommen.

Nimm zu diesem Gespräch aus deiner Sicht Stellung!

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Eine mögliche Stellungnahme könnte sein:

Janine hat recht, wenn sie Axel des Schummelns bezichtigt. Man kann bei der Messung einer Größe ungünstige Ergebnisse nicht einfach unter den Tisch fallen lassen. Noch dazu kennt man bei manchen Messungen gar nicht den ("wahren") Wert der Messgröße im Voraus.

Von den streuenden Messwerten hat man im Normalfall den Mittelwert zu bilden. Nur wenn man genau weiß, dass man bei einer bestimmten Messung einen Fehler gemacht hat (z.B. man hat die Uhr zu spät abgeschaltet o.ä.), dann ist es zulässig diesen Messwert bei der Auswertung zu unterdrücken.

Bernd hat insofern recht, dass sich der genaue Wert nur ergeben kann, wenn man sorgfältig genug arbeitet (z.B. dass man die Fallhöhe ganz genau einstellt).

Je nach Qualität der Versuchsanordnung kann es trotz aller Sorgfalt zu Streuungen der Messwerte und zu Abweichungen vom Literaturwert kommen. Gründe hierfür können prinzipieller Natur sein (man kann z.B. die Luftreibung ohne großen Aufwand nicht unterdrücken), aber auch zufälliger Natur (z.B. der Auslösemechanismus der Kugel funktioniert nicht immer gleichartig).

Grundwissen zu dieser Aufgabe

Mechanik

Freier Fall - Senkrechter Wurf