Diagramme: Erstellung und Auswertung
Messunsicherheiten in Diagramme einzeichnen (1/4)
Beim Einzeichnen von Messwerten in ein Achsendiagramm wurde in dieser e-Learning Einheit bisher immer davon ausgegangen, dass die Messung exakt ist und damit auch die Messpunkte exakt bestimmt sind. Messwerte sind jedoch in der Regel mit Messunsicherheiten behaftet. Die Unsicherheit einer Messung ist eine wichtige Angabe, um die Aussagekraft der Messung einschätzen zu können, und wird deshalb oft auch in einem Diagramm grafisch abgebildet.
Messunsicherheiten können unterschiedliche Ursachen haben. Ein häufiger Grund ist beispielsweise, dass Messungen nicht beliebig genau durchgeführt werden können. Für die folgenden Überlegungen ist es nicht wichtig, wo genau die Messunsicherheiten herkommen und wie man sie bestimmt. Es wird nur darum gehen, wie man die Messunsicherheiten – wenn man sie bereits kennt – in einem Achsendiagramm angemessen darstellt.
Beispiel: Maris und Ilyas wollen untersuchen, wie sich eine Stahlfeder ausdehnt, wenn verschiedene Massen an ihr befestigt werden. Sie hängen die Feder an einem Stativ auf und befestigen dahinter ein Zentimetermaß. Dann formen sie verschieden große Knetkugeln und bestimmen deren Massen mit einer Küchenwaage. Anschließend hängen sie die Knetkugeln nacheinander an die Feder und messen jeweils die Auslenkung (siehe Abb.). Die dabei aufgenommenen Messwerte finden Sie in der Tabelle.
Die Messung der Masse (unabhängige Variable) und der Auslenkung (abhängige Variable) sind mit Messunsicherheiten behaftet. Die Küchenwaage kann die Masse der Knetkugeln zum Beispiel laut Herstellerangaben auf ± 2 g genau messen. Wenn z. B. für die Masse der ersten Knetkugel ein Wert von 6 g gemessen wurde, dann liegt die „wahre Masse“ der Kugel voraussichtlich zwischen 4 g und 8 g. Die Auslenkung lässt sich mit dem Zentimetermaß auf ± 1 cm genau ablesen. Weitere Quellen für Messunsicherheiten bleiben der Einfachheit halber unberücksichtigt. |  |
Bearbeiten Sie nun Aufgabe 1 a) und b) auf dem Aufgabenblatt.