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Experimentieren

Experimentieren ist eine sehr komplexe Tätigkeit, die viele Einzeltätigkeiten umfasst und die vor allem mit dem Erkennen und Anwenden von Gesetzen verbunden ist. Beim Experimentieren wird eine Erscheinung der Natur unter ausgewählten, kontrollierten, wiederholbaren und veränderbaren Bedingungen beobachtet und ausgewertet.

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Experimentieren ist eine sehr komplexe Tätigkeit, die viele Einzeltätigkeiten umfasst und die vor allem mit dem Erkennen und Anwenden von Gesetzen verbunden ist. Das Ziel eines Experiments besteht darin, eine Frage an die Natur zu beantworten.

Beim Experimentieren wird eine Erscheinung der Natur unter ausgewählten, kontrollierten, wiederholbaren und veränderbaren Bedingungen beobachtet und ausgewertet. Mit Experimenten werden z. B. Zusammenhänge zwischen Größen untersucht oder Natur- und Stoffkonstanten bestimmt.
Experimentieren bedeutet planvolles Arbeiten. Deshalb ist es zweckmäßig, beim Experimentieren in bestimmten Schritten vorzugehen. Zweckmäßig sind die nachfolgend genannten Schritte, die auch an einem Beispiel dargestellt sind.

Ablauf eines ExperimentsEin Beispiel aus der Physik

1. Vorbereiten des Experiments

Zunächst ist zu überlegen,

  • welche Größen zu messen sind,
  • welche Größen verändert und welche konstant gehalten werden,
  • welche Gesetze angewendet werden können.

Dann ist eine Experimentieran-ordnung zu entwerfen und zu skizzieren, mit der die gewünschten Größen gemessen und Beobachtungen gemacht werden können. Dabei sind auch die zu nutzenden Geräte und Hilfsmittel festzulegen.
In der Planungsphase ist auch zu überlegen, wie das Experi-ment ausgewertet werden soll, da dies mitunter Einfluss auf die Experimentieranordnung und die Messgeräte hat. Mögliche Fehlerquellen sollten schon in der Planungsphase bedacht werden, weil dies Einfluss auf die Durchführung und Auswertung hat.

Untersuche experimentell Unter-schiede zwischen der Leerlaufspannung und der Klemmenspannung von elektrischen Quellen!

Zu messende Größen:

Leerlaufspannung U L
Klemmenspannung U K

Es werden Leerlaufspannung und Klemmenspannung für verschiedene elektrische Quellen gemessen und miteinander verglichen. Als Bauelement wird ein elektrischer Widerstand verwendet.

Bild

2. Durchführen des Experiments

Die Experimentieranordnung ist nach der Planung aufzubauen.
Die gewünschten Messwerte und Beobachtungen werden registriert und protokolliert. Dazu werden häufig Messwertetabellen angefertigt.
Experimentieranordung
3. Auswerten des Experiments

Die protokollierten Messwerte und Beobachtungen werden ausgewertet. Dazu werden häufig Diagramme angefertigt und Berechnungen durchgeführt.
In Bezug auf die experimentelle Frage wird ein Ergebnis formuliert.
Häufig werden Fehlerbetrachtungen zur Genauigkeit der Messungen und Beobachtungen durchgeführt.
Das experimentelle Ergebnis wird unter Berücksichtigung der Fehlerbetrachtungen bewertet.
Elektrische Quelle U L in V U K in V
Monozelle1,51,3
Flachbatterie4,54,0
Stromversor-gungsgerät8,07,5


Bei allen im Experiment untersuchten elektrischen Quellen ist die Klemmenspannung kleiner als die Leerlaufspannung:

U K < U L


Ein Experiment wird meist protokolliert. Nachfolgend ist ein "Musterprotokoll" ausgewiesen.

Name: Tobias MusterschülerKlasse: 7aDatum: 15.09.2001
Aufgabe:
Welcher Zusammenhang besteht zwischen der Verlängerung s einer Feder und der an ihr angreifenden Kraft F?
Vorbereitung:
 

Experimentieranordnung

Größe 1:
Größe 2:

Messgerät 1:
Messgerät 2:

Kraft F
Verlängerung s

Federkraftmesser
Lineal
Bild


Weitere Geräte und Materialien:

  • eine Schraubenfeder
  • verschiedene Hakenkörper
  • Stativmaterial

Durchführung und Auswertung:

Messwertetabelle:

F in Ns in cm F s  in N c m
00-
10,81,25
21,71,18
32,41,25
43,31,21
54,11,22
64,71,28
 

Aus der Messwertereihe und aus dem Diagramm kann man für die Feder erkennen:
s~F oder F s = konstant.

Diagramm:

Bild

Ergebnis:
Zwischen der Verlängerung der Feder s und der an ihr angreifenden Kraft F besteht ein direkt proportionaler Zusammenhang.


Für dein eigenes Protokoll zu einem Experiment kannst du dich an dem Musterprotokoll orientieren.

  • Das Experimentieren ist eine typische Tätigkeit in der Physik.
Lernhelfer (Duden Learnattack GmbH): "Experimentieren." In: Lernhelfer (Duden Learnattack GmbH). URL: http://www.lernhelfer.de/index.php/schuelerlexikon/physik/artikel/experimentieren (Abgerufen: 20. May 2025, 05:04 UTC)

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