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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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Coach5, das fächerübergreifende Programm für das Messen, Modellieren, Auswerten von Datenvideos und Steuern

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-PendelDie 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 Hefe2 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: Reibungskraft Gemessen:

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