Messung der Schallgeschwindigkeit

Versuchsbeschreibung zur Messung der Schallgeschwindigkeit am Sportplatz Quelle: physik-im-unterricht.de

Durchführung:

• 8 Schüler stehen am Ende der 100m-Bahn. Sie starten gleichzeitig auf das Kommando des Lehrers ihre Stoppuhren.
• Nun drehen sich 4 Schüler um, so dass sie den Startgeber (mit Startklappe) am anderen Ende der 100m-Bahn nicht sehen können.
• Schlägt der Startgeber die Startklappe, so stoppen 4 Schüler ihre Uhren, wenn sie die Klappe zusammenschlagen sehen. Die anderen 4 Schüler stoppen ihre Uhren erst, wenn sie den Knall hören.

Berechnung:
Da das Licht sehr viel schneller unterwegs ist als der Schall sieht die eine Gruppe das Zusammenschlagen unmittelbar danach, die zweite Gruppe hört den Schall aber erst später.

Beispiel:

Zeiten der Schüler, die die Startklappe sehen: 5,78s; 5,77s; 5,75s; 5,82s. Das ergibt einen Mittelwert von 5,78s

Zeiten der Schüler, die die Startklappe nicht sehen: 6,14; 6,08; 6,07; 6,15. Das ergibt einen Mittelwert von 6,11s

Die Zeit, die der Schall für die 100m benötigt hat, ergibt sich aus der Differenz der beiden gestoppten Uhrzeiten: 6,11 - 5,78 = 0,33s

Geschwindigkeit = Weg dividiert durch die dafür benötigte Zeit

Schallgeschwindigkeit_gemessen = 100m : 0,33s = 303 m/s

Überlege:

• Warum hat man den Mittelwert verwendet?
• Was würdest du tun, wenn ein Messergebnis extrem von den anderen Zeiten abweicht?
• Warum weicht das Ergebnis vom tatsächlichen Wert ab?