Versuchsprotokolle

Lernpfad zur Einführung in die Mechanik

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1. Stunde: Geschwindigkeit

2. Stunde: Zeichnen von Diagrammen

3. Stunde: Erstellen von Versuchsprotokollen

3. Stunde

Erstellen eines Versuchsprotokolls

In dieser Stunde bekommst du die einzelnen Teile eines Versuchsprotokolls anhand eines Beispiels gezeigt und erklärt. Als Hausaufgabe sollst du zuhause selbst einen Versuch durchführen und protokollieren; aber später mehr dazu! Warum erstellt man überhaupt ein Versuchsprotokoll? Die Dokumentation des Experimentes ist wichtig, damit man später noch einmal damit arbeiten kann. Die Ergebnisse können von einem selbst oder auch von anderen Personen genutzt werden. Aus diesem Grunde ist es wichtig, dass du das Experiment so dokumentierst, dass möglichst jede andere Person dein Vorgehen nachvollziehen kann. Daraus ergibt sich die Kernfrage, die wir während der Erstellung des Versuchsptotokolls immer mit ja beantworten können sollten: Ist mein Vorgehen bei diesem Experiment für jedermann verständlich? Eine gute Struktur ist sehr wichtig, damit das Versuchsprotokoll verständlich wird. Versuche deshalb alles so übersichtlich wie möglich darzustellen! Hier der Aufbau eines Versuchsprotokolls: 1. Überschrift Hinweis anzeigen Hinweis verstecken Die Überschrift wird meinstens in Form eines Vorhabens oder einer Frage formuliert. Anhand der Überschrift sollte jeder erkennen, worum es sich bei dem Versuch handelt. Beispiel anzeigen Beispiel verstecken Wir nehmen den Versuch aus Aufgabe1 mit dem PKW auf dem Parkplatz als unser Beispiel: Wie schnell fährt der Pkw über den Parkplatz? 2. Versuchsaufbau Hinweis anzeigen Hinweis verstecken Der Versuchsaufbau kann aus mehreren Teilen bestehen. a) Beschreibung des Versuchsaufbaus: Welches Material wurde für das Experiment benötigt? b) Skizze oder Fotos: Je nach Situation kann man direkt mit Hilfe eines Fotos den Versuchsaufbau darstellen. Ist es schwierig den Versuchsaufbau vernünftig zu fotografieren, so bietet sich eine vereinfachte Skizze an. Auch hier gilt: Die Fotos/Skizzen müssen deutlich erkennbar und beschriftet sein, sodass der Versuchsaufbau für jeden einsichtig wird. Beispiel anzeigen Beispiel verstecken a) Versuchsbeschreibung: Wir lassen einen Pkw über einen Parkplatz fahren und messen dabei die Zeit, die er für einen abgemessenen Streckenabschnitt benötigt. Wir brauchen: Einen Pkw --> Außerdem: 5 Pylonen Ein Maßband Eine Stoppuhr Ein Fahrer mit Führerschein b) Skizze: Versuchsbeschreibung 3. Durchführung Hinweis anzeigen Hinweis verstecken In diesem Teil wird das Vorgehen während des Experimentes beschrieben. Es können ebenfalls Skizzen verwendet werden. Beispiel anzeigen Beispiel verstecken Wir stellen die 5 Pylonen im Abstand von jeweils 3m auf dem Parkplatz auf und lassen den Pkw geradeaus an den Pylonen entlang fahren. Wir starten die Stoppuhr, wenn der Pkw mit seiner Front die erste Pylone erreicht und stoppen dann die Zeit an jeder erreichten Pylone (immer mit der Front!!). Danach stellen wir unsere Ergebnisse in einer Tabelle und einem Diagramm dar. Außerdem wollen wir die Geschwindigkeit des Pkws zwischen den Pylonen jeweils berechnen. 4. Beobachtung Hinweis anzeigen Hinweis verstecken Hier kommen meistens zweierlei Möglichkeiten in betracht: a) Beschreibung: Falls das Experiment nur qualitativ durchgeführt worden ist (das heißt, das hier keine Messwerte erfasst worden sind). b) Messwerterfassung: Falls Messwerte aufgenommen worden sind, sollten diese möglichst in einer Tabelle aufgeschrieben und anschließend in einem Diagramm dargestellt werden. Beispiel anzeigen Beispiel verstecken Die Messung ergab folgende Werte für die Zeit: Weg in m 0,0 3,0 6,0 9,0 12,0 Zeit in s 0,0 1,2 2,5 3,7 5,0 (Die Messwerte könnten so zum Beispiel aussehen) 5. Auswertung Hinweis anzeigen Hinweis verstecken Hier sollte das beobachtete Pähnomen erklärt werden. Gibt es ein Modell mit dessen Hilfe du das Ergebnis deines Experimentes erklären kannst? Das anfängliche Vorhaben bzw. die Frage sollte hier noch einmal aufgegriffen und beantwortet werden. Beispiel anzeigen Beispiel verstecken Zunächst werden die Messwerte in einem Diagramm dargestellt: Diagramm-Versuchsbeschreibung Die Verbindung der Punkte kann durch eine Gerade vorgenommen werden. Geringe Abweichungen sind durch Messungenauigkeit erklärbar! Berechne nun die durchschnittliche Geschwindigkeit des Pkws von Pylone zu Pylone: Von A nach B: Von 0m bis 3m: $v = \frac{\Delta s}{\Delta t} = \frac{3m-0m}{1,2s-0,0s} = \frac{3m}{1,2s} = 2,5 \frac{m}{s}$ Von B nach C: Von 3m bis 6m: $v = \frac{\Delta s}{\Delta t} = \frac{6m-3m}{2,5s-1,2s} = \frac{3m}{1,3s} = 2,3 \frac{m}{s}$ Von C nach D: Von 6m bis 9m: $v = \frac{\Delta s}{\Delta t} = \frac{9m-6m}{3,7s-2,5s} = \frac{3m}{1,2s} = 2,5 \frac{m}{s}$ Von D nach E: Von 9m bis 12m: $v = \frac{\Delta s}{\Delta t} = \frac{12m-9m}{5,0s-3,7s} = \frac{3m}{1,3s} = 2,3 \frac{m}{s}$ Ergebnis: Die Geschwindigkeit des Pkws bleibt während der gesamten Fahrt fast gleich! Für die durchschnittliche Zeit insgesamt ergibt sich: Von A nach E: Von 0m bis 12m: $v = \frac{\Delta s}{\Delta t} = \frac{12m-0m}{5,0s-0,0s} = \frac{12m}{5,0s} = 2,4 \frac{m}{s}$ Man kann sagen, dass der Pkw eine geradlinige gleichförmige Bewegung durchführt. Seine Geschwindigkeit beträgt in etwa $2,4 \frac{m}{s} = 8,6 \frac{km}{h}$ Aufgabe 3: Du solltest dir am Wochenende schon einmal Gedanken über einen Versuch machen, den du selbst durchführen sollst. Gehe die einzelnen Schritte des Versuchsprotokolls durch und mache dir Notizen für deinen eigenen Versuch! Du sollst in den nächsten zwei Wochen deinen Versuch protokollieren und eine Seite im RMG-Wiki anlegen (Du kannst dafür Bilder,Tabellen,.. erstellen.) Du hast bereits von deinem Informatiklehrer gezeigt bekommen, wie du eine solche Seite erstellen kannst.