Messung der Geschwindigkeit

1. Messung der Geschwindigkeit

2. Inhalt • Definition der Geschwindigkeit • Messung der Schallgeschwindigkeit • Zeitmessung mit Hilfe eines Oszilloskops • Mittelwert, Standardabweichung

3. Geschwindigkeit • Die Geschwindigkeit ist ein Quotient, • Zähler: Weg, • Nenner: Zeit

4. 2 Start Messung der Geschwindigkeit Ziel „Geschwindigkeit = Weg/Zeit“

5. Versuch zur Messung der Schall Geschwindigkeit • Ein elektrischer Impuls startet • Im Lautsprecher einen Schallimpuls • gleichzeitig die Zeitmessung im Oszilloskop • Eine Wand im Abstand s/2reflektiert den Schallimpuls • Der reflektierte Schallimpuls erreicht das Mikrophon und erzeugt das zweite Signal im Oszilloskop: Die zweite Zeitmarke. • Die Differenz zwischen den Zeiten beider Marken ist die Zeit, die der Schall für den Weg s in Luft benötigt • Mehrfache Reflektionen des Schalls zwischen den Wänden der Laufstrecke erzeugen mehrfache, in der Intensität abklingende Signale im Oszilloskop.

6. s/2 Messung der Schallgeschwindigkeit t Schall reflek-tierende Wand Laut-sprecher Impuls- und Schall-geber Mikro-phon Oszillo-skop Zeit Qualitativ angedeutet: Verbreiterung des „Schallpakets“senkrecht zur Ausbreitungsrichtung

7. Die Schallgeschwindigkeit • 344 m/s ist die Schallgeschwindigkeit in Luft bei 20°C Die Schallgeschwindigkeit in Luft steigt mit zunehmender Temperatur

8. Die Lichtgeschwindigkeit • Die Lichtgeschwindigkeit ist eine Naturkonstante

9. Die Lichtgeschwindigkeit Die Lichtgeschwindigkeit ( c = 3 ·108 m/s) ist • Eine Naturkonstante • Höchste Geschwindigkeit für die Ausbreitung von Information und Energie • Geschwindigkeit der Photonen • Unabhängig von der Bewegung des Bezugsystems • Kann von Teilchen mit Masse nicht erreicht werden, weil die Masse bei Annäherung an die Lichtgeschwindigkeit zunimmt

10. Zusammenfassung • Die Geschwindigkeit ist ein Quotient, • Zähler: Weg, • Nenner: Zeit • Die Schallgeschwindigkeit in Luft bei 20° C beträgt 344 m/s • Die Lichtgeschwindigkeitc = 3 · 108 m/s ist eine Naturkonstante, • Geschwindigkeit der Photonen • höchste Geschwindigkeit für die Ausbreitung von Information und Energie

11. finis s/2 t Schall reflek-tierende Wand Laut-sprecher Mikro-phon Impuls- und Schall-geber Signal am Oszilloskop Zeit Qualitativ angedeutet: Verbreiterung des „Schallpakets“senkrecht zur Ausbreitungsrichtung