Informationssystemsystem Johanneum Lüneburg Alphabetischer Index nach unten
Informationssystem
Schulleben   Jugend forscht   Jufo 2004   Lautstärke

"Katharina Dähne, Messungen der Reaktionszeit anhand der Lautstärke"

4. Durchführung und Auswertung

Bei den Messungen ergaben sich dann Graphen, wie der der Messung K(Abb.5). Man erkennt an dem Graph sehr gut, dass am Anfang, wenn die Reaktion sehr schnell abläuft, die Lautstärke am höchsten ist. Wenn die Reaktion langsamer wird, was daran zu erkennen ist, dass die Steigung des sich bildenden Wasserstoffvolumens immer kleiner wird, nimmt auch die Lautstärke ab.

kdabb5k.gif 250x148
Abb.5: Messung K: Auf der Rechtsachse ist die Zeit aufgetragen. Der rote Graph ist der der gemessenen Lautstärke und der Schwarze ist der des steigenden Wasserstoffvolumens.

Da ich die Messwerte mit dem Computer gemessen hatte, konnte ich das Messintervall sehr klein wählen. Bei einigen Messungen hatte ich das Intervall auf 50 Millisekunden, bei anderen auf 100 oder 200 ms. Das kurze Messinterwall hatte zur Folge, dass ich zwischen tausend und dreitausend Messwerte hatte, je nach dem, wie groß das Stückchen Magnesium war, das ich hineinwarf. Also nahm ich als erstes einige geeignete Messwerte heraus, mit denen ich dann weiter rechnete.

Als erstes habe ich dann die Steigung des Graphen Zeit - Wasserstoffvolumen (der schwarze Graph) berechnet, um die Reaktionsgeschwindigkeit in Milliliter pro Sekunde zu haben.
Dann habe ich den Graphen der Zuordnung GeschwindigkeitàLautstärke zeichnen lassen. Leider ergab dieser Graph nicht, wie erhofft eine Grade, sondern einen Graphen, der an den einer Wurzelfunktion erinnerte (Beispiel: Graph A).

kdabb6k.gif 250x148
Abb.6: Der Graph, der sich ergibt, wenn man die Lautstärke gegen die Reaktionsgeschwindigkeit aufträgt.
Von den fünf Messungen (die vollständigen Tabellen und Graphen befinden sich im Anhang), die ich für brauchbar hielt, bot Excel mir nur bei einer eine Potenzfunktion als Trendlinie an. Also hab ich die Werte erst logarithmiert und dann die Steigung der Graden genommen, die sich aus der doppeltlogarithmischen Anordnung ergab. Die Steigung des Graphens ergibt dann den Exponenten. Im Graphen B der Messung I ist die Steigung 0,27 , das würde bedeuten, dass die Lautstärke proportional zur Geschwindigkeit ist.

kdabb7k.gif 250x147
Abb.7: Der Graph, der aus der doppeltlogarithmischen Auftragung des Graphen der Lautstärke gegen die Reaktionsgeschwindigkeit auftragen resultiert.
Bei den anderen vier Messungen erhielt ich Steigungen von 0,25; 0,28; 0,31 und 0,23. Da es sich bei diesen Werten um logarithmierte Werte handelt, ist es egal, wie weit das Mikrophon von der Reaktion weg stand. Zwar ist die Lautstärke vom Abstand abhängig, aber eine Vervielfachung der Lautstärke würde im Graphen B nur eine Verschiebung in Y-Achsen-Richtung bewirken, aber an der Steigung der Geraden nichts ändern. Es ist auffällig, dass mehrere Werte der Steigung im Bereich von 0,25 liegen. Ein paar Werte weichen leicht nach oben ab und ein anderer leicht nach unten. Wenn ich mir einen genügend großen Fehler einräume, der aus der ungenügenden Feinheit der Messgeräte und den beschriebenen Schwierigkeiten bei der Durchführung, oder dem Herausnehmen der geeigneten Werte herrührt, dann kann man sagen, dass tendenziell die Steigung 0,25 ist. Das bedeutet:
Lautstärke ~ , bzw.

Reaktionsgeschwindigkeit = Lautstärke konst.
Eine Theorie, die diesen Zusammenhang rechnerisch beweisen könnte, habe ich nicht. Auch könnte es bloß Zufall sein, dass bei den Steigungen vermehrt 0,25 heraus kam.
Zweitversuch


oben Autor:Katharina Dähne Web: Jakub Tusz   Datum: Juni 2004.  Letzte Änderung am 01.Juli 2004
Informationssystem[Informationssystem] [Chronik] [Vortäge]Überblick [Webteam] [Email s.Ueberblick]] [Schulentwicklung
LOGOsewC.gif 80x49