Messung der Geschwindigkeit

Präsentation zum Thema: "Messung der Geschwindigkeit"—  Präsentation transkript:

1 Messung der Geschwindigkeit

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

3 Geschwindigkeit m/s t s m Die Geschwindigkeit ist ein Quotient, Formel
Einheit Anmerkung m/s Konstante Geschwindigkeit t s Zeit m In der Zeit t zurückgelegter Weg Die Geschwindigkeit ist ein Quotient, Zähler: Weg, Nenner: Zeit

4 Messung der Geschwindigkeit
Abstand vom Start zum Ziel s Zeitdifferenz m/s Geschwindigkeit Start 2 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/2 reflektiert 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 Messung der Schallgeschwindigkeit
Schall reflek-tierende Wand Laut-sprecher Impuls- und Schall-geber s/2 Mikro-phon Oszillo-skop Zeit t Qualitativ angedeutet: Verbreiterung des „Schallpakets“senkrecht zur Ausbreitungsrichtung

7 Die Schallgeschwindigkeit
344 m/s ist die Schallgeschwindigkeit in Luft bei 20°C Einheit cL = (331,5 + 0,6 ·T) m/s Schallgeschwindigkeit in Luft als Funktion der Temperatur T T °C Temperatur in °C Die Schallgeschwindigkeit in Luft steigt mit zunehmender Temperatur

8 Die Lichtgeschwindigkeit
Einheit c = m/s Lichtgeschwindigkeit im Vakuum Die Lichtgeschwindigkeit ist eine Naturkonstante

9 Die Lichtgeschwindigkeit
Einheit c = m/s Lichtgeschwindigkeit im Vakuum 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 Lichtgeschwindigkeit c = 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 s/2 Signal am Oszilloskop t Zeit Qualitativ angedeutet: Verbreiterung des „Schallpakets“senkrecht zur Ausbreitungsrichtung