Bestimmung der Erdbeschleunigung mit dem Mobiltelefon

  • Astronomie / Physik
  • Sekundarstufe II
  • 1 Stunde
  • Software, Experiment
  • 1 Arbeitsmaterial

Die Unterrichtseinheit stellt eine computergestützte Bestimmung der Erdbeschleunigung vor, für die ausschließlich Gegenstände aus dem Alltag benötigt werden: Zum Einsatz kommen neben einem Handy mit MP3-Funktion ein Mikrofon beziehungsweise ein Headset, ein weiches Kissen, ein Computer mit Soundkarte sowie kostenfreie Tonanalysesoftware.

Beschreibung der Unterrichtseinheit

Bewegt sich eine Schallquelle relativ zu einem Beobachter, so nimmt dieser eine Frequenzverschiebung wahr. Der nach dem österreichischen Forscher Christian Andreas Doppler (1803-1853) benannte Effekt kann unter Verwendung von Alltagsgegenständen dazu genutzt werden, um die Erdbeschleunigung g mit guter Genauigkeit zu bestimmen. Hierzu lässt man ein Handy, welches einen Ton konstanter Frequenz emittiert, frei fallen und registriert den Frequenzverlauf mithilfe eines Mikrofons. Die beobachtbare Frequenzverschiebung nimmt mit der Fallgeschwindigkeit des Handys zu. Dieser Effekt lässt sich mit Freeware-Programmen auswerten und ermöglicht unter Berücksichtigung des Geschwindigkeits-Zeit-Gesetzes für gleichförmig beschleunigte Bewegungen die Berechnung der Erdbeschleunigung.

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Avatar Dr. Patrik Vogt

ist Realschullehrer für Physik und Mathematik. Er hat im Fachbereich Natur- und Umweltwissenschaften der Universität Koblenz-Landau im Fach Physik promoviert und ist derzeit auf eine Postdoktorandenstelle abgeordnet. Seine Arbeitsgebiete sind die theoriegeleitete empirische Lehr-Lern-Forschung, die Entwicklung neuer Experimente für die Sekundarstufe I und II sowie die atmosphärische Elektrodynamik.

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