Messung der Schallgeschwindigkeit
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Hinweise zur Durchführung
Für den Aufbau werden zwei Mikrophone und ein Speicheroszilloskop verwendet. Der Wahlschalter der Mikrophone steht auf Triggerposition (rechteckiges Symbol). Mit dem linken Mikrophon wird die Zeitmessung gestartet, entsprechend muss am Oszilloskop der Triggerpunkt links ausreichend weit im Bildschirm gesetzt werden.
Für die Auswertung müssen die beiden Curser an die steilen Flankengesetzt werden, dann kann am Oszilloskop die Laufzeit des Signals abgelesen werden.
Im Versuch ist der Abstand der beiden Mikrophone 0,90 m und die Laufzeit beträgt 2,720 ms. Somit ergibt sich für die Schallgeschwindigkeit: v = 0,90 m/2,270 ms = 330,88 m/s.
Didaktische Hinweise
Im Rahmen der Einführung der Geschwindigkeit bei der gleichbleibenden Bewegung bietet es sich an verschiedene Geschwindigkeiten zu berechnen:
- Geschwindigkeiten bei alltäglichen Bewegungen (Fahrrad, Auto)
- Wachstumsgeschwindigkeit von Haaren
- Geschwindigkeit des Schalls
- Lichtgeschwindigkeit
Im Rahmen des Mathematikunterrichts in der 6. Jahrgangsstufe werden Proportionalitäten behandelt. Die Faustregel für den Abstand von Gewittern wird dabei oft als Beispiel besprochen.
Videoclips vom Durchbrechen der Schallmauer oder von Überschallflügen faszinieren die Schülerinnen und Schüler besonders.
Weiteres Material und Links
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Schallausbreitung Ringelkanone
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