Schall­geschwindig­keit bestimmen

Manuelle Variante

– START –

ZIP-Datei für den Offline-Einsatz: Schall-Stoppuhr (manuell)

 

Automatische Variante

– START –

ZIP-Datei für den Offline-Einsatz: Schall-Stoppuhr (automatisch)

 

Beschreibung

Mit diesen Web-App lässt sich per synchonisierten Stoppuhren die Schallgeschwindigkeit bestimmen.
In der ersten Varianten können zwei Stoppuhren können unabhängig voneinander per Hand gestoppt werden.
In der zweiten Variante können die Stoppuhren durch laute Geräusche gestartet oder gestoppt werden.

 

Vorgehen allgemein

Wir können die Geschwindigkeit des Schalls in der Luft bestimmen, indem wir die Zeit messen, die der Schall benötigt, um eine bestimmte Strecke zurückzulegen.
Dazu wollen wir zwei Stoppuhren und eine laute Geräuschequelle, wie zum Beispiel eine Startklappe, benutzen. Zuerst starten wir die beiden Stoppuhr genau gleichzeitig. Man sagt auch, dass diese Stoppuhren nun synchron laufen.
Als Nächstes bringen wir uns in Position. Die Person mit der Startklappe steht in einem bekannten Abstand (zum Beispiel 100 Metern) von zwei anderen Personen, die Zeitnehmer, entfernt. Der erste Zeitnehmer blickt zur Person mit der Startklappe und stoppt seine Uhr, wenn er sieht, dass die Startklappe zusammen schlägt.
Der zweite Zeitnehmer schaut in die entgegengesetzte Richtung und kann die Startklappe daher nicht sehen, sondern nur hören. Dieser stoppt seine Uhr also sobald er das Geräusch der Startklappe hören kann. Bilden wir zum Schluss die Differenz der beiden Zeiten, kennen wir die Zeit, die der Schall benötigt hat. Mit der bekannten Formel
Geschwindigkeit = Strecke pro Zeit
können wir die Schallgeschwindigkeit berechnen. Den Versuch sollten wir mehrfach wiederholen und den Durchschnitt der Ergebnisse bestimmen, um Messfehler zu reduzieren.

 

Manuelle Variante

Die manuelle Variante bietet zwei Stoppuhren, die unabhängig voneinander von zwei Personen auf einem Gerät gestoppt werden können.
Gestartet werden sie, wie oben beschrieben, gleichzeitig durch eine der beiden grünen Schaltflächen. Die Differenz der Zeiten und die Geschwindigkeit werden automatisch berechnet.

 

Automatische Variante

Im Gegensatz zur manuellen Variante wird in der automatischen Variante mindestens eine Stoppuhr durch ein lautes Geräusch ausgelöst.
Die Empfindlichkeit des Auslösers kann mit dem blauen Kreis angepasst werden. Ziehe ihn dazu auf dir gewünschte Größe. Sobald der gelbe Kreis, der die momentane Lautstärke anzeigt, größer als der blaue Kreis ist, löst die Stoppuhr aus.

Hinweis für Android:
Sollten keine Geräusche dargestellt werden, obwohl bereits auf "Audio starten" geklickt wurde, muss die Seite neu geladen werden.

1. Modus: automatischer Start (auto Start)

Stehen zwei Geräte zur Verfügung, können die Stoppuhren von den Zeitnehmern durch ein Geräusch, wie zum Beispiel ein Klatschen, gleichzeitig gestartet werden.
Der Rest des Versuches läuft wie oben beschrieben.

2. Modus: automatischer Stopp (auto Stopp)

Gibt es nur einen Zeitnehmer und ein Gerät, so kann in diesem Modus die zweite Stoppuhr automatisch durch das Geräusch der Startklappe gestoppt werden.
Stelle dazu vorher die Empfindlichkeit des Auslösers passend ein.
Der Zeitnehmer stoppt die Stoppuhr, sobald er sieht, dass die Startklappe zusammen schlägt.
Der Rest des Versuches läuft wie oben beschrieben.

3. Modus: automatischer Start und Stopp (auto)

Möchtest du den Versuch alleine durchführt, benötigst du zwei Geräte. Du schlägst die Startklappe zusammen und die Stoppuhren werden durch das laute Geräusch gestartet und gestoppt.
Stelle zunächst die Empfindlichkeit der Auslöser so ein, dass sie nur beim Geräusch der Startklappe auslösen. Klicke dann bei beiden Geräten auf die linke grüne Schaltfläche, um die automatischen Auslöser zu aktivieren.
Lege die Geräte nebeneinander und starte die Stoppuhren mit einem Geräusch.
Deaktiviere danach auf einem Gerät den automatischen Auslöser mit der linken Schaltfläche, die nun rot ist. Nimm das Gerät mit und entferne dich mit der Startklappe um einen bekannten Abstand (zum Beispiel 50 Meter) vom anderen Gerät.
Lege das Gerät auf den Boden, aktiviere den automatischen Auslöser und schlage die Startklappe zusammen. Hast du alles richtig eingestellt, wurden beide Uhren gestoppt. Falls das nicht der Fall ist, ändere die Empfindlichkeiten der automatischen Auslöser und wiederhole den Versuch.
Trage anschließend beide Zeiten auf einem Gerät ein, um die Zeitdauer und die Schallgeschwindigkeit berechnen zu lassen.
Achte dabei darauf die Stoppuhren nicht aus Versehen durch ein Geräusch erneut zu starten.

Kompatible Browser

Safari für MacOS wird in der automatischen Variante nicht unterstützt.