Big Bang 2, Schulbuch

10 1 Alles in deinem Leben hat mit Physik zu tun Galileo Galilei ( B 1.14 ) ist einer der wichtigsten Physiker aller Zeiten . Wir verdanken ihm nicht nur sehr viele bahnbrechende Entdeckungen. Er ist auch deshalb ein so bedeutsamer Mann, weil er wesentlich dazu beigetragen hat, dass Physik zu einer exakten Naturwissenschaft wurde. Er war der Auffassung, dass alle Hypothesen durch Experimente überprüfbar sein müssen. Einer seiner Leitsprüche war: „Alles was messbar ist messen, alles was nicht messbar ist, messbar machen.“ Ein Physiker muss also auch immer phantasievoll sein und gute Ideen haben, wie er eine knifflige Hypothese überprüfen kann. Galilei (1564 –1642; zweiter von rechts) kam zum Beispiel als erster auf die Idee, Fernrohre zur Himmels- beobachtung zu nutzen. Damit entdeckte er die Krater auf dem Mond, die Sonnenflecken, und dass die Milchstraße aus unzähligen Sternen besteht. Hier zeigt er dem Dogen von Venedig, wie so ein Fernrohr funktioniert. B 1.14 Um 1585 herum beobachtete Galilei angeblich in der Kathedrale von Pisa die schwingenden Kronleuchter und bekam dabei die Idee, mit Pendeln zu experimen- tieren, um deren Eigenschaften herauszufinden. Eini- ge dieser Experimente kannst du im Folgenden aus- probieren. Mache dir bewusst, dass du dabei Versuche durchführst, die Galileo Galilei bereits vor weit über 400 Jahren gemacht hat. A8 Baue dir zunächst ein einfaches Fadenpendel aus einem dünnen Faden und einem daran hängen- den Gewicht ( B 1.15 ). B 1.15 A9 Unter der Schwingungsdauer versteht man die Zeit, die ein Pendel für ein ganzes Mal hin und her benötigt. Ein Pendel mit 25 cm Länge hat eine Schwingungsdauer von praktisch genau 1 s . Versuche mit deinem Fadenpendel diesen Wert zu messen. Um die Zeit genauer messen zu können, stoppe 10 Schwingungen und dividiere das Ergebnis durch 10. Wichtig: Die Pendellänge musst du vom Aufhängepunkt bis zur Mitte des Massenstückes messen ( B 1.15 ). A10 Wie hängen Schwingungsdauer und Pendel­ längen zusammen? In T 1.1 ist bereits der Wert aus A9 eingetragen. Was passiert aber, wenn du die Pendellänge verdoppelst oder vervierfachst ? Stelle zuerst eine Hypothese auf, und trage deinen vermuteten Wert in die zweite Spalte ein. Überprüfe dann deine Hypothese durch eine Messung. Nimm dazu wieder 10 Schwingungen. Pendellänge Schwingungs­ dauer in Sekun­ den – Vermutung Schwingungs­ dauer in Sekun­ den – Messung 25 cm 1 1 50 cm 100 cm T 1.1 A11 Wie hängt die Schwingungsdauer von der Aus­ lenkung ab? Nimm für deine Versuche ein etwa 1m langes Pendel. Lenke es um rund 5 cm , 10 cm und schließlich 15 cm aus. Stelle wieder eine Hypothese auf und überprüfe diese mit den Experimenten. Um die Genauigkeit zu erhöhen, miss wieder 10 ganze Schwingungen. A12 Wie hängt die Schwingungsdauer von der Masse ab? Hänge an den Faden 1, 2 und 3 Massenstücke . Stelle deine Hypothese auf und überprüfe wieder­ um mit 10 Schwingungen. Bedenke, dass die Pendellänge vom Aufhängepunkt bis zum Schwer­ punkt gemessen wird und du die Fadenlänge beim Ändern der Gewichte etwas ändern musst. A13 Fasse die Ergebnisse deiner Experimente in der Tabelle unten zusammen. Hängt die Schwingungsdauer von folgenden Faktoren ab, und wenn ja, wie? Pendellänge Auslenkung Masse T 1.2 L L L L Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv