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Coach5, das fächerübergreifende Programmfür das Messen, Modellieren, Auswerten von Datenvideos und Steuern
für Lehrer/innen zur Demonstration
für Schüler/innen einzeln oder in Kleingruppen, in der Unterstufe und/oder in der Oberstufe
im „normalen“ Unterricht
im Laborunterricht
im Pflichtfach, Wahlpflichtfach, Freifach
in Physik, Mathematik, Chemie, Biologie, ...
CMA / Amstel Institut
Universität von Amsterdam
www.cma.science.uva.nl
Centre for Microcomputer Applications
Händler für Österreich + BRD:
bk-teachware Lehrmittel, Linz
www.bk-teachware.com
Einsetzbar
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Coach5, das fächerübergreifende Programm für das Messen, Modellieren, Auswerten von Datenvideos und Steuern
Temperatur- und Gasdruck-Sensor: Gay Lussac Gesetz
500 ml Glaskolben mit Spezialpfropfen
2000 ml Becherglas, Wasserbad
T-Sensor, Gasdrucksensor, ULAB
Online-Messung
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Gasdruck-Sensor: Boyle Mariotte Gesetz
20ml Luft in Spritze wird komprimiert; manual Input
Gasdrucksensor, ULAB oder anderer Datenlogger
Online-Messung
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Coach5, das fächerübergreifende Programm für das Messen, Modellieren, Auswerten von Datenvideos und Steuern
Temperatursensor: Endotherme und exotherme Reaktionen
100 ml Becherglas
3g Na2CO3.10H20 + 2g C6H8O7.H2O
zuerst ohne , dann mit 10 ml Wasser
T steigt um ca. 15°C
30 ml 1-molare HCl + 2 g Mg-Pulver
Online, 60 s, f = 1 Hz
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Spannungssensor: Elektromagnet. Induktion
Kleiner Zylindermagnet fällt in PVC-Rohr durch 2 Spulen
2-Spannungssensoren, ULAB
Online-Messung bei ULAB, bei CBL2 offline-Messung nötig !
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Spannungssensor: Dreiphasenwechselstrom
Sternschaltung3 Spulen (800/1600 Wdg), Eisenkern (steht jeweils um 120° gedreht in ausgesägter Öffnung einer Sperrholzplatte)Rotor mit Hufeisenmagnet
3-Spannungssensoren, ULAB,Online-Messung bei ULAB, sonst offline !
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Spannungssensor: Potenziometer-Pendel
Die Spitze eines Pendels greift das Potenzial zwischen 2 Elektroden im Wasser ab. Dämpfung ist verschieden. Online
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Spannungssensor: Entladung eines Kondensators
Über verschieden große ohmsche Widerstände !
Einpassen einer mathematischen Funktion.
Bestimmen der Größe von R*C bzw. von R bei bekanntem C und von C bei bekanntem R.
Nach welcher Zeit sinkt die Spannung auf den e-ten Teil ? Wie groß ist die Halbwertszeit ?
Online bei ULAB, sonst offline.
Down-Trigger
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Entladung eines Kondensators über eine Spule
Unbelastetes und belastetes Potenziometer
Spannungssensor:
Down-Trigger bei 2 V (siehe Pfeil nach unten) gedämpfte Schwingung; T = 2¶*√(LC)
Manual Input (x … Stellung des Mittelkontakts)
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Ultraschall-Entfernungsmessung: Bewegungsgleichung
M = ca.1150g, m = 50 g
Beschleunigung a wird bestimmt.
Gleichmäßig beschl. Bewegung.
Reibungskoeffizient zwischen Wagen und Tisch kann berechnet werden.
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Ultraschall-Entfernungsmessung: Federpendel, Fadenpendel (mit Basketball)
Schallfrequenz: 40 kHz
Reichweite: 0.5 – 6 m
Schallkegel: ca.15-20°
Online- Messung, auch offline möglich !
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Aus ca. 1,5 m Höhe fällt ein Basketball zu Boden und hüpft mehrmals auf.
Wo ist der Sensor
positioniert ?
Wo ist die Geschwindigkeit gleich 0 m/s ?
Wie kann die Beschleunigung an diesen Stellen bestimmt werden?
Ultraschall-Entfernungsmessung: Hüpfender Basketball
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Sensor für gelöstes O2: O2-Konzentration als Funktion der Temperatur
Ausrüstung und Einstellungen:
Gefäß 3000 ml
Tauchsieder
Aquarium-Pumpe zur Belüftung des Wassers
O2-Sensor, T-Sensor
Schalter für regulierbaren Temperaturanstieg
Online- Messung, 15 min
Messwertmarkierung durch Punkte
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CO2-Sensor: Zellatmung bei Bohnen2-mal 20-30 g Mungobohnen:nicht gekeimte und gekeimte (das Keimen dauert 3 - 4 Tage !)
Die gekeimten Bohnen zuerst bei Zimmertemperatur, dann bei etwa 10°C messen (20 min lang in den Kühlschrank)
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CO2-Sensor: Nachweis der Photosynthese
Grüne Pflanzen nehmen bei Lichteinwirkung CO2 auf und geben O2 an die Atmosphäre ab.
Tageslicht, keine Sonne, vor geöffnetem Fenster, Messzeit 30 min, Online- oder offline-Messung, zuerst CO2-Konzentration von 400 ppm durch vorsichtigen Atemhauch ins Messgefäß auf 1000-1500 ppm erhöhen.
Radieschen (Knollen mit Blätter; Knollen kann man wenn nötig mit Messer verkleinern).
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CO2-Sensor:
Messung während der Semesterkonferenz 2004
Veratmung von Zucker mit Hefe
2 ml 5%ige Fruchtzuckerlösung (5g auf 100ml Wasser)2 ml 7%ige Hefelösung (7g auf 100ml od.3,5g auf 50ml)
Nach der Inkubationszeit der Hefe in das CO2-Messgefäß zusammenschütten und Messung starten.
Offline-Messung, mehrere Messserien80 Personen, FestsaalMAK (max. Arbeitsplatzkonzentration): 1500 ppm; nach 15 min überschritten !
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Lichtschranke: Atwood Maschine - Bewegungsgleichung
„event-based measurement“; digitaler Sensor, Rad mit 10 Öffnungen und 5cm Durchmesser; beschleunigende Masse: 6,9 g; mit ULAB, online
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Mikrophon: Signal-Analyse
Schwebung, Spektralanalyse,
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Leitfähigkeits-Sensor: „Kalkstein-Reaktionen“
CO2, Wasser, Kohlensäure, CaCO3, Kalziumhydrogenkarbonat, CaCO3, CO2, Wasser
Tropfsteinhöhlen, Korallen stellen größte Mengen Kalk her, Kalkgebirge
Magnetrührer, Aquariumpumpe
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Kraft-Sensor: Kraftzerlegung bei schiefer Ebene
Gemessen: parallele = treibende Komponente des Wagengewichtes
Eingegeben: Winkel (Manual Input; 0,10,20,30,40,45,50,60,70,80,90)
In activity options Angle Unit auf Degrees stellen !
Eingepasste Funktion ist eine Sinusfunktion
Ftr = G*sin(alfa)
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Kraft-Sensor: ReibungskraftGemessen:
Reibungskraft bei unterschiedlichen Zusatzgewichten, unterschiedlichen Materialien und unterschiedlicher Größe der Auflageflächen
Hauptinteresse gilt der Haftreibung
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Bremsweg / Anhalteweg
Die Abnahme von v ist zwar zeitlich linear, aber in Abhängigkeit vom Ort gilt das nicht. Ein Crash erfolgt immer noch bei relativ hohem v.
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Das Federpendel verfiziert durch das Experiment
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Satellitenbahnen um die Erde (blue planet)
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Planck‘sches Strahlungsgesetz
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Sprinterin Carmen startet
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Ein Basketball fällt
Formatierung der digitalen Videos von Camcorder oder Digitalkamera mit Adobe Premiere 6.0 (Profi-Software) oder VirtualDub (Freeware-Programm) mit Cinepak-Codec
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Roman trifft den Basketball-Korb: Einfach super, was alles beim Scannen gleichzeitig von Coach5 bei der Videoauswertung angezeigt werden kann !
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pH-Sensor: Säure-Base-Titration zur Konzentrationsbestimmung
pH-Sensorbuerette-step-motor von CMALauge, Säure150 ml Becherglas Magnetrührer
Coachlab2 als Datenlogger
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Temperatursensor: Thermostat durch Heizen und Kühlen
Heizen mit Glühlampe, Kühlen mit Ventilator bei gleichzeitigem Ausschalten der Heizung;
Programm nötig !
Coachlab2 als Datenlogger steuert gleichzeitig Glühlampe und Ventilator
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Ich bedanke mich herzlich für die Unterstützung meiner KollegInnen
Mag. Kuno Mangold, Physik
Mag. Beat Grabherr, Chemie
Mag. Marie-Luise Schrott, Biologie