Lösungen der Aufgaben von Kannst du es noch?
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Ein Messgerät hat den Vorteil, dass es physikalische Größen objektiv und genau messen kann, während die menschlichen Sinne subjektiv und ungenau sind. Messgeräte liefern Zahlenwerte, die unabhängig von persönlichen Eindrücken sind und somit verlässliche und reproduzierbare Ergebnisse ermöglichen.
Ein einheitliches Vorgehen beim Ablesen von Messwerten ist wichtig, um konsistente und vergleichbare Ergebnisse zu erzielen. Wenn beispielsweise mehrere Personen die Temperatur eines Körpers mit einem Thermometer messen, müssen alle das Thermometer auf die gleiche Weise ablesen, um sicherzustellen, dass die gemessenen Werte übereinstimmen. Dies verhindert Missverständnisse und Fehler, die durch unterschiedliche Ablesemethoden entstehen könnten. Ein Beispiel hierfür ist das Ablesen der Temperatur in einem Laborexperiment, bei dem alle Beteiligten die Skala des Thermometers auf Augenhöhe betrachten, um sogenannte Parallaxenfehler zu vermeiden und genaue Messwerte zu erhalten.
Bei s = 5 m handelt es sich um eine Strecke, während t = 5 s eine Zeitspanne beschreibt. Die mögliche Verwechslungsgefahr besteht darin, dass sowohl bei s = 5 m und t = 5 s der Buchstabe „s“ vorkommt. Bei s = 5 m ist das s das Formelzeichen und steht für „Strecke“. Bei t = 5 s ist das s die Einheit und steht für „Sekunden“.
a Ungenaues Anlegen des Lineals oder Maßbands, Ablesefehler, Verformung des Maßbands.
b Reaktionszeit des Benutzers, ungenaues Starten oder Stoppen der Stoppuhr.
c Ungenauigkeit der Waage, falsche Kalibrierung, Luftzug oder Vibrationen
d Ablesefehler, ungenaues Befüllen, Meniskusbildung (leichte Wölbung der Oberfläche)
e Ablesefehler, ungenaues Eintauchen, Verzögerung bei der Temperaturanzeige
a Sicherstellen, dass das Lineal oder Maßband gerade und fest angelegt ist, sorgfältiges Ablesen der Skala, Verwendung eines stabilen Maßbands
b Mehrfaches Messen und Mittelwertbildung, Verwendung von automatischen Zeitmessgeräten
c Regelmäßige Kalibrierung der Waage, Durchführung der Messung in einer ruhigen Umgebung ohne Luftzug oder Vibrationen
d Sorgfältiges Ablesen des Meniskus (leichte Wölbung der Oberfläche), Verwendung eines Messzylinders für genauere Messungen, mehrmaliges Messen und Mittelwertbildung
e Sorgfältiges Ablesen der Skala, ausreichende Zeit zum Erreichen der Gleichgewichtstemperatur, Verwendung eines digitalen Thermometers zur Vermeidung von Ablesefehlern.
Individuelle Lösung beim Bestimmen der Masse der Schultasche (Eine Schultasche hat eine Masse von ungefähr 5 kg).
Körper mit einer ähnlichen Masse sind beispielsweise ein kleiner Hund oder ein kleiner Sack Kartoffeln. (Weitere Beispiele sind möglich.)
Gegeben:
\(5\text{ Karat}\overset{\wedge}{=}1\ \mathrm{g};\)
\(m_{\text{Dia}}=530\text{ Karat}\)
Gesucht:
\(1)\ m_{\text{Dia}}\text{ in g}\)
\(2)\ m_{\text{Dia}}\text{ in kg}\)
Berechnung:
\(1)\ m_{\text{Dia}}=\frac{530\text{ Karat}}{5\ \frac{\text{Karat}}{\mathrm{g}}}=106\ \mathrm{g}\)
\(2)\ m_{\text{Dia}}=\frac{106\text{ g}}{1000\ \frac{\text{g}}{\mathrm{kg}}}=0,106\ \mathrm{kg}\)
Ergebnis:
Die Masse des Diamanten im Zepter des englischen Königshauses beträgt 106 g bzw. 0,106 kg.
Das Volumen des Wassers in Kubikzentimeter (cm³) beträgt 240 cm³, da 1 ml Wasser gleich 1 cm³ Wasser ist.
Das Volumen des Wassers in Kubikmetern (m³) beträgt 0,00024 m³, da 1 ml Wasser gleich 0,000001 m³ Wasser ist.
a Um das Volumen eines Festkörpers zu bestimmen, kann die Wasserverdrängungsmethode verwendet werden. Dabei wird der Festkörper in einen mit Wasser gefüllten Messzylinder getaucht. Das Volumen des verdrängten Wassers entspricht dem Volumen des Festkörpers. Zunächst misst man das Volumen des Wassers im Messzylinder ohne den Festkörper. Dann taucht man den Festkörper vollständig ins Wasser und misst das neue Volumen. Die Differenz zwischen dem ursprünglichen und dem neuen Volumen ist das Volumen des Festkörpers.
b Das Volumen eines Gases kann mithilfe der sogenannten pneumatischen Methode bestimmt werden. Dazu benötigt man ein Wasserbecken und einen Messzylinder. Man füllt den Messzylinder mit Wasser und stellt ihn mit der offenen Seite nach unten ins Wasser, sodass er luftdicht abschließt. Dann lässt man das Gas in den Messzylinder einströmen und beobachtet, wie das Wasser verdrängt wird. Das Volumen des verdrängten Wassers ist gleich dem Volumen des Gases.
| Thermometer Nr. | Temperatur | Situation können sein |
|---|---|---|
| ① | -3 °C | Winterlicher Tag draußen / Gefrierschrank |
| ② | 38,8 °C | Fieberhafte Person / Heißes Badewasser / Sommertag in der Sonne |
| ③ | -15 °C | Innerhalb eines Tiefkühlschranks / Kalter Wintertag in einem nördlichen Land |
| ④ | 36 °C | Menschliche Körpertemperatur / Warmes Badewasser |
Hinweis: Weitere Situationen sind möglich.
a Ein Flüssigkeitsthermometer besteht aus einem Glasröhrchen, das mit einer Flüssigkeit, meist Quecksilber oder gefärbtem Alkohol, gefüllt ist. Am oberen Ende des Röhrchens befindet sich eine Skala, die die Temperatur anzeigt.
b Wenn ein Flüssigkeitsthermometer in eine warme Flüssigkeit gestellt wird, steigt der Flüssigkeitsstand im Röhrchen und zeigt eine höhere Temperatur an. Wird das Thermometer in eine kalte Flüssigkeit gestellt, sinkt der Flüssigkeitsstand im Röhrchen und zeigt eine niedrigere Temperatur an.
c Vermutungen sind individuell. Eine Vermutung könnte z. B. sein, dass sich die Flüssigkeit im Thermometer bei Erwärmung ausdehnt und bei Abkühlung zusammenzieht.