Längen- und Volumenmessung – Lineal und Messzylinder
NaturwissenschaftenNaturwissenschaftliches Arbeiten und MessenAlter 11–12Virtuelles Labor
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Als Nächstes in Naturwissenschaftliches Arbeiten und Messen
Die Lernenden ziehen einen Gegenstand an einem Lineal entlang, bis ein Ende an der 0-Marke liegt, lesen die Länge mit der Auflösung des Lineals ab und sehen den entstehenden Ablesefehler. Anschließend geben sie den Gegenstand in einen Messzylinder: Der Wasserspiegel steigt, und aus den Ablesungen V₁ und V₂ ergibt sich das Volumen V = V₂ − V₁. Eine Änderung der Auflösung von Lineal und Messzylinder zeigt, wie das Messergebnis vom verwendeten Messgerät abhängt.
Lektion: Messen von Länge sowie Volumen von Flüssigkeiten und nicht saugfähigen Festkörpern; Messbereich und Auflösung eines Messgeräts
Was sie zeigt
Jedes Messgerät hat einen Messbereich, den größten messbaren Wert, und eine Auflösung, den kleinsten Skalenteil. Ein Messwert lässt sich nur auf den nächsten Skalenstrich genau ablesen, daher beträgt seine Unsicherheit bis zur Hälfte der Auflösung. Die Simulation wendet das auf ein 15-cm-Lineal und einen 100-mL-Messzylinder an. Die Länge ergibt sich aus den Ablesungen an beiden Enden des Gegenstands; das Volumen eines unregelmäßigen Körpers, der kein Wasser aufnimmt, wird über die Verdrängung bestimmt, V = V₂ − V₁, wobei 1 mL = 1 cm³.
So funktioniert es
Wählen Sie ein Messobjekt, ziehen Sie es am Lineal entlang, bis ein Ende auf der 0 liegt, und lesen Sie das andere Ende ab. Ändern Sie die Auflösung des Lineals von 1 mm auf 1 cm und vergleichen Sie die notierten Längen. Klicken Sie dann auf In Zylinder geben, lesen Sie V₂ auf Augenhöhe ab und ziehen Sie V₁ ab. Mit Wahren Wert und Fehler anzeigen prüfen Sie jedes Ergebnis; mit Herausnehmen wiederholen Sie den Versuch bei anderer Auflösung des Messzylinders.
Einstellbare Parameter
- Messobjekt Kleiner Stein, Radiergummi, Schlüssel, Eisenstab
- Auflösung des Lineals 1 mm (0,1 cm), 0,5 cm, 1 cm
- Auflösung des Messzylinders 1 mL, 2 mL, 5 mL
- Anfangswasser im Messzylinder V₁ 30–80 mL
- Wahren Wert und Fehler anzeigen
Fragen zum Erkunden
- Warum sollte ein Ende des Gegenstands genau auf der 0-Marke des Lineals liegen?
- Um wie viel kann ein gemessenes Volumen bei einer Zylinderauflösung von 5 mL vom wahren Wert abweichen?
- Bei welchen Gegenständen liefert die Verdrängungsmethode V₂ − V₁ ein falsches Volumen?
