Stimmgabel

In den Physikbildungsstandards stehen folgende Kompetenzen:

Kompetenz Nr. 3:

Formalisierung und Mathematisierung in der Physik

Die Schülerinnen und Schüler können den funktionalen Zusammenhang zwischen physikalischen Größen erkennen, grafisch darstellen und Diagramme interpretieren und sie können funktionale Zusammenhänge selbstständig finden

Kompetenz Nr. 4:

Spezifisches Methodenrepertoire der Physik

Die Schülerinnen und Schüler können Zusammenhänge zwischen physikalischen Größen untersuchen, Experimente selbstständig planen, durchführen, auswerten, grafisch veranschaulichen und einfache Fehlerbetrachtungen vornehmen. Sie können computerunterstützte Messwerterfassungs- und Auswertungssysteme im Praktikum selbstständig einsetzen.

Kompetenz Nr. 8:

Grundlegende physikalische Größen

Neben dynamischen Betrachtungsweisen ... können die Schülerinnen und Schüler mit weiteren grundlegenden physikalischen Größen umgehen: Inhalte: Kraft, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Entropie (Entropieerzeugung), qualitativ: Zentripetalkraft

Kompetenz Nr. 9:

Strukturen und Analogien

Die Schülerinnen und Schüler können ... ihre Vorstellungen und Ausdrucksweisen über Schwingungen in eine angemessene Fachsprache und mathematische Beschreibung überführen. Grundkenntnisse werden bei folgenden Themen erwartet - Inhalte: Schwingung, harmonische mechanische ... Schwingung, Differenzialgleichung

Die Behandlung des Federpendels und der harmonischen Schwingung ist ein wesentlicher Schwerpunkt des Physikunterrichts in der Kursstufe. Der Transfer der Ergebnisse aus der harmonischen Schwingung auf komplexer Schwinger festigen das physikalische Hintergrundwissen.

Versuchs-Material

• Notebook, Daten-Logger-Software
• Stimmgabel niederer Frequenz
• Datenlogger, Netzteil, USB-Verbindungskabel
• Beschleunigungssensor, Analogadapter, Gummiband zur Befestigung

Hypothese/Theorie → Vorhersage

[V.01]

Formulieren das Elongations-Zeit-Diagramm für eine harmonische Schwingung. Leiten Sie deduktiv die maximale Beschleunigung als Funktion der Frequenz ab. Von welchen weiteren Größen hängt diese maximale Beschleunigung ab?

[V.02]

Übertragen Sie dies Erkenntnisse auf die Schwingung der Zinken der Stimmgabel. Welche Vorhersagen können Sie daraus ableiten - welche Schätzungen wagen Sie?

Vorhersage → Experiment

• Installieren Sie das Notebook, den Datenlogger und die Daten-Logger-Software. Befestigen Sie den Vernier-Beschleunigungssensor mit einem Gummiband an einem der Zinken der Stimmgabel.
• Überprüfen Sie Ihre Vorhersagen im Experiment

Reflexion

• Diskutieren Sie mögliche Fehler bei diesem Transfer .
• Diskutieren Sie den Begriff der Schwebung .
• Welche Wirkung hat eine Massenauflage auf einem Zinken einer Stimmgabel. Erzeugen Sie eine Schwebung mit zwei Stimmgabeln, Resonanzkörper und Massenauflagen .

Download des gesamten Workshops 2

Workshop 2: Experiment - Messerfassung: Herunterladen [pdf] [1,2 MB]

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