Physik- oder Mathematikfrage

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  • Also,

    Tochterkind und ihre Freundin (Klasse 6) sollten sich irgendein Experiment ausdenken und dazu ein Protokoll anfertigen mit Messungen etc.

    Irgendwie kamen die Mädels auf folgende Fragestellung: Nimmt die Oberflächenspannung von Wasser ab abhängig von der Größe des Wassergefäßes.

    Versuch sah wohl so aus, dass sie Gefäße mit unterschiedlichem Durchmesser mit Wasser befüllten und dann Büroklammern hineinlegten und diese zählten und wogen. (Ich nehme mal an, dass man die Frage so nicht beantworten kann, aber gut - ist halt ein kompliziertes Thema und vermutlich geht es auch nicht um diese Art von Korrektheit)

    Soweit so gut. Nun waren sie aber nicht so richtig glücklich, dass immer genau so viele Klammern schwammen, wie Platz war. Jedenfalls haben sie ihr Experiment dem Physiklehrer schon mal gezeigt und um Feedback gebeten.

    Insgesamt hat er ein paar wenige Korrekturen angemerkt (fehlende Maßeinheiten usw.) und darunter ein paar Kommentare geschrieben. Allerdings habe ich keinen blassen Schimmer, was er sagen möchte. Ich gebe das mal wortwörtlich wieder:

    - prima #top

    - interessantes Ergebnis -> entscheidend ist nur die Fläche der Büroklammer (das versteh ich noch)

    - Was passiert mit größerer/schwererer Büroklammer? (soll laut Tochter nur ein Vorschlag sein, was man sich noch anschauen könnte)

    - rechne d^2 / Anzahl ~ 3.14 = π ('d' ist der Durchmesser des Gefäßes ???? wie soll man denn das verstehen? Ich zerbreche mir den Kopf, aber es macht einfach keinen Sinn. Ja, wenn man das mit ihren Messwerten berechnet, kommt eine Zahl ähnlich Pi heraus, aber das müsste doch bei kleineren Objekten dann ganz anders sein, oder?)


    Vielleicht gibt der Rabenschwarm ja noch Aspekte preis, die mir einfach nicht einfallen wollen?

    Yeza


    My life falling apart

    Over and Done!

  • Cooles Projekt und schöne Fragestellung #top


    Du hat vollkommen Recht mit Deinen Überlegungen. Die vom Lehrer geschriebene Gleichung kommt nur hin, weil die effektive Fläche (effektiv, weil es ist ja immer noch ein bisschen Platz zwischen den Klammern) ungefähr 1cm^2 ist. Genau wie Du schreibst, nimm kleinere oder größere Klammern, dann kommt da nicht mehr ~pi raus.


    Edit: Wenn es tatsächlich um die Fläche des Gefäßes geht: d sollte der Radius des Gefäßes sein, nicht der Durchmesser.


    Was aber tatsächlich spannend ist, sich klar zu machen, dass man hier etwas gefunden hat, dass (näherungsweise) skaliert. Nämlich die Fläche des Gefäßes mit der Anzahl der Klammern die man auf die Wasseroberfläche legen kann. Das sieht man dann auch ganz schön, wenn man diese beide Größen in einer Grafik zusammenfaßt.


    Ihr könntet auch mal die Fläche der Büroklammer abschätzen (da langt Länge mal Breite) und schauen, ob das ungefähr hin kommt mit dem 1cm^2.


    Viel Spaß noch!

  • Kaylee

    Vielen Dank für Deinen Input!


    Du hat vollkommen Recht mit Deinen Überlegungen. Die vom Lehrer geschriebene Gleichung kommt nur hin, weil die effektive Fläche (effektiv, weil es ist ja immer noch ein bisschen Platz zwischen den Klammern) ungefähr 1cm^2 ist. Genau wie Du schreibst, nimm kleinere oder größere Klammern, dann kommt da nicht mehr ~pi raus.


    Edit: Wenn es tatsächlich um die Fläche des Gefäßes geht: d sollte der Radius des Gefäßes sein, nicht der Durchmesser.

    Aber müsste man dann nicht Anzahl / r^2 rechnen um sich Pi anzunähern, wenn die Klammerfläche etwa 1 ist?


    Was aber tatsächlich spannend ist, sich klar zu machen, dass man hier etwas gefunden hat, dass (näherungsweise) skaliert. Nämlich die Fläche des Gefäßes mit der Anzahl der Klammern die man auf die Wasseroberfläche legen kann. Das sieht man dann auch ganz schön, wenn man diese beide Größen in einer Grafik zusammenfaßt.

    Das stimmt, da wäre es noch interessant ein bisschen mehr Spannbreite bei der Größe der Gefäße zu haben. Mit den aktuellen Messwerten kann man noch nicht gut erkennen, ob der Zusammenhang linear ist oder nicht.

    Yeza


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  • Aber müsste man dann nicht Anzahl / r^2 rechnen um sich Pi anzunähern, wenn die Klammerfläche etwa 1 ist?

    Die Klammerfläche ist vermutlich gar nicht 1 - das hatte ich nach meinem Edit vergessen noch in die Formel durch zu ziehen.

    r^2 π sollte ungefähr N*a sein, wobei a die Fläche der Klammer ist und N deren Anzahl. Das heißt konkret,

    r^2 / (N*a) ~ π


    Also müßte die Fläche eher bei 0,5cm^2 liegen.


    Wenn die Zahlen ~3.14 ergeben, dann sollte ich das eigentlich auch in der Grafik sehen. Was ich Zahlen ansehe, sollte ich auch Grafiken ansehen können. Ansonsten sind auch die Zahlen vermutlich nicht eindeutig.