3. Phase

Vergleich von Messung und Simulation als Messmethode

Stunden 9 bis 11: Videoanalyse des Falls mit Luftwiderstand und Vergleich mit der Simulation

In den Stunden 5 und 6 wurden die Ergebnisse der Videoanalyse mit der bekannten Theorie verglichen und gezeigt, dass die Messwerte der Videoanalyse gut sind. Diese Vertrauensbildung in die Videoanalyse ist die Grundlage für die folgende Unterrichtseinheit.

In den Stunden 9 bis 11 werden verschiedene Körper beim Fall mit Luftwiderstand (LW) mit der Videoanalyse vermessen und Messwerte mit der Simulation verglichen, um hieraus den Widerstandsbeiwert zu bestimmen.

Vergleich der Videoanalyse mit der Simulation – nur ein Endgerät/Programm

1. Videoanalyse mit Viana und Vergleich mit der Modellbildung mit Coach am iPad. Hier ist der Import der Daten in Coach jedoch unkomfortabel.

2. Videoanalyse und Vergleich mit der Modellbildung direkt in Coach am Tablet (Android und iPad).

   Da die Bildschirme der meisten Tablets jedoch viel kleiner als die eines Computers sind, empfehle ich, den Vergleich mit der Modellbildung am PC zu machen. Aus diesem Grund sind die oben genannten Wege zwar getestet aber nicht dokumentiert.

3. Hat man die Videoanalyse mit Tracker gemacht und gibt man die Modelle textbasiert in Tracker ein, so kann man den Vergleich mit der Modellbildung direkt in Tracker machen. Dieser Weg ist nicht ausgearbeitet.

Bei der Verwendung des PC/Mac sind folgende Möglichkeiten genannt und ausgearbeitet, viele andere sind auch möglich:

Vergleich der Videoanalyse mit der Simulation – Vorbereitung der Datei

Die Ergebnisse der Videoanalyse werden als csv-Datei exportiert.

Bei der Verwendung des iPad mit der App Viana nutzt man den Button „Export“. Die Daten müssen dann auf einer Schulcloud (Filr, OwnCloud, …) gespeichert werden und von dort mit dem Computer aufgerufen werden. Alternativ gibt es auch noch USB-Sticks, die vom iPad unterstützt werden. Diese sind aber nicht nativ eingebunden und man benötigt mehrere Zwischenschritte, so dass dieser Weg eher die zweite Wahl ist.

Wie die Ergebnisse der Videoanalyse mit Tracker als csv-Datei exportiert werden ist im Lehrvideo 05_06_nvm_videoanalyse_tracker ab 8 min 07 s erklärt.

Simulation in Coach

Verwendet man Coach zur Videoanalyse und zur Modellbildung, so muss man keine csv-Datei exportieren. Hier erzeugt man einfach ein Diagramm und speichert die Datei. Der folgende Absatz mit dem Import der csv-Datei muss dann nicht gemacht werden.

csv-Import in Coach: Die csv-Datei wird mit der Software Coach geöffnet, ein Diagramm erzeugt und wieder abgespeichert. Hier ist die Vorgehensweise für Tablet und PC/Mac identisch. Eine schriftliche Anleitung findet man bei 09_11_nvm_anleitung_csv_import_coach.

Die abgespeicherte Datei wird in der Modellbildungsdatei als Hintergrundgraph importiert.

Simulation in GeoGebra oder einer Tabellenkalkulation

Die csv-Datei wird in die vorbereitete Tabellenkalkulation (GeoGebra, Excel, Calc, ….) mit der Modellbildung importiert.

Lehrvideo: 09_11_nvm_datenimport_in_geogebra.

Der Arbeitsauftrag befindet sich in der Datei 09_11_nvm_vergleich_simulation_messung.

Es bieten sich fertige Styroporkörper wie z.B. Kugeln, Kegel, Halbkugelschalen, … an. Ebenso kann man fertige Trink-Kegel, welche für Wasserspender gedacht sind oder einen mit einer kleinen Masse beschwerten Luftballon verwenden.

Als Vertiefung kann noch der Fall in einer Flüssigkeit untersucht werden. Hierbei können die Schüler feststellen, dass die Widerstandskraft proportional zur Geschwindigkeit ist und nicht wie beim Luftwiderstand proportional zum Quadrat der Geschwindigkeit.

 

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