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 pzm002  Erstellen von Diagrammen aus Messwerten
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 Informationen zum Mediensatz
Dieser Mediensatz dient der Darstellung der Erarbeitung von Diagrammen aus in Versuchen gewonnenen Messwerten am Beispiel eines Messversuchs zur gleichförmigen Bewegung mit daraus erstelltem Weg- / Zeit-Diagramm.
Dass Messwerte immer auch Messfehler enthalten ist im Mediensatz zunächst genannt. Es folgt eine Messwerte-Tabelle, die solche Messungenauigkeiten enthält. Dabei wird erklärt, dass die Ungenauigkeit bei beiden Versuchsgrößen vorhanden ist, hier z.B. bei den Versuchsdaten der Strecke s und denen der gemessenen Zeit t, so dass die aus den Tabellenwerten erstellbaren Diagrammpunkte sinnvoller als Genauigkeits-Bereiche (Bereiche der "größten Wahrscheinlichkeit" für einen Messwerte-Punkt) im Diagramm eingetragen werden. Zur Erstellung des Versuchs-Graphen dürfen dabei nicht die Mittelpunkte der einzelnen Bereiche verbunden werden, sondern es muss eine "Ideallinie" gefunden werden, die durch alle eingezeichneten Bereiche im Diagramm "gleichmäßig" ohne unnötige "Schwankungen" hindurchgeht. Im dargestellten Beispiel ist das eine Gerade. Bei anderen Versuchen können sich auch andere Linien (z.B. Sinus, Parabel, ...) ergeben.
Im Dargestellten Beispiel ist der Punkt (0 / 0) der einzige wirklich genaue Wert (kein Weg => keine Zeit).
Bei einer eventuell anschließenden Weiterbearbeitung der Versuchswerte zu einem Geschwindigkeits- / Zeit-Diagramm ist für t = 0 kein Geschwindigkeitswert berechenbar (Definitionslücke), da man durch 0 bekanntlich nie teilen darf. Hier kann man dies sogar anschaulich nachvollziehen, da das Versuchsfahrzeug im "fliegenden" Start bereits vor Beginn der Messstrecke (gleichförmig) in Bewegung war, muss sich auch für t = 0 derselbe Geschwindigkeitswert wie für die anderen Zeitwerte ergeben (in entsprechender Messgenauigkeit).
Es stellt sich die Frage, wie groß die Messwerte-Bereiche in einem Diagramm sein dürfen. Genau genommen wäre das zwar durch eine Ermittlung der Messgenauigkeit (Fehlerrrechnung / Standardabweichung, ...) zu bestimmen, für ein Diagramm der Größe von ca. 10 x 10 cm kann für den Unterrichsversuch der Heftstreifen eines Schnellhefters als Lochschablone benützt werden. Es sieht dann sauber aus und falls die Messgenauigkeit besser ist, wird die "Ideallinie" dann ohnehin automatisch näher an den Mittelpunkten der Bereiche vorbeiführen. Wichtig bei all dem ist die Erkenntnis, dass die Diagrammpunkte technischer Diagramme wegen der enthaltenen Messfehler im Gegensatz zu Diagrammpunkten der Mathematik eine gewisse Unschärfe haben und daher mit Überlegung durch Graphen zu verbinden sind.
Tipps zum Mediensatz:  Es ist vorgesehen, dass der Schüler das Arbeitsblatt selbst ausfärbt und ergänzt. Sollten Sie mehr Informationen wünschen, so können Sie die Farbfolie im Graustufen-Modus als Kopiervorlage ausdrucken.
Tipps zum Whiteboard-Einsatz:  Die Mediendarstellung kann im Browser mit der Tastenkombination [Strg] + Plustaste oder Minustaste oder mit [Strg] und dem Mausrad vergrößert oder verkleinert werden, um dann erklärend in die projizierte Folie oder das Arbeitsblatt hinein zu arbeiten. Mit der Software des Smartboards / Aktivboards können Medien-Bereiche (vorerst) abgedeckt werden oder weitere Erklärungen angebracht werden. So lässt sich z.B. auch ein Arbeitsblatt in der Projektion einfärben oder (gemeinsam) ausfüllen.
Tipps zur OH-Projektion: Wenn Sie von der Kopiervorlage eine s/w-Kopierfolie erstellen, können Sie diese bei der gemeinsamen Erarbeitung vervollständigen. Die Farbfolie setzen Sie dann eventuell erst bei der Zusammenfassung oder Wiederholung ein. Wenn Sie die Farbfolie zur Projektion in eine "gute" Klarsichtfolie stecken, können Sie auch auf dieser Klarsichtfolie Eintragungen zur Projektion "in die Folie" machen, ohne sie zu zerstören.
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