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Emil

Meister

  • »Emil« ist der Autor dieses Themas

Beiträge: 815

Registrierungsdatum: 7. März 2010

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Montag, 21. Mai 2018, 08:09

Hin und wieder etwas Physik

Von der unendlichen Leichtigkeit der völligen Unvoreingenommenheit

Vor einiger Zeit rief mich ein Kollege an und bat mich, bei der Benotung
einer Prüfungsfrage als Schiedsrichter zu fungieren.
Offenbar wollte er einem Studenten null Punkte für dessen Beantwortung
einer Frage in Physik geben; der Student seinerseits behauptete, er
verdiene eigentlich die beste Note und würde sie auch bekommen, wenn das
System nicht von vornherein gegen ihn wäre. Der Professor und der Student
einigten sich darauf, den Fall einem unparteiischen Schiedsrichter vorzulegen,
und die Wahl fiel auf mich...
Ich ging also ins Büro meines Kollegen und las die Prüfungsfrage. Sie
lautete: "Zeigen Sie, wie man die Höhe eines großen Bauwerks mit Hilfe eines
Barometers bestimmen kann."
Die Antwort des Studenten sah folgendermaßen aus: "Nehmen Sie das Barometer,
steigen Sie damit auf das Dach des Bauwerks, binden Sie das Barometer an ein
langes Seil, lassen Sie es hinunter, ziehen es dann wieder hinauf und messen
Sie dann die Länge des Seils. Die Länge des Seils entspricht der Höhe des
Gebäudes."
Nun, das ist eine recht interessante Antwort, aber sollte man dem Studenten
dafür eine gute Note geben? Ich wies darauf hin, daß vieles dafür sprach, denn
er hatte die Frage vollständig und korrekt beantwortet. Andererseits hätte die
höchste Punktzahl zu einer recht hohen Einstufung des Studenten in seinem Physik-
kurs geführt. Das wäre einer Art Bescheinigung, daß der Student sich in Physik
einigermaßen auskannte, gleichgekommen;
darauf hatte seine Antwort jedoch keinerlei Rückschlüsse zugelassen. Aufgrund
dieser Überlegung machte ich den Vorschlag, der Student solle einen zweiten
Versuch machen, die Frage zu beantworten. Daß mein Kollege einverstanden war,
überraschte mich nicht weiter; allerdings war ich sehr überrascht, als auch der
Student zustimmte.
Ich gab dem Studenten sechs Minuten, um die Frage zu beantworten, machte ihn
jedoch darauf aufmerksam, daß die Antwort einige Grundkenntnisse in Physik erkennen
lassen sollte. Nach fünf Minuten saß er immer noch vor einem leeren Blatt Papier.
Ich fragte ihn, ob er aufgeben wolle, denn ich mußte mich noch um einen anderen
Kurs kümmern. Er erklärte jedoch, nein, er gebe nicht auf, er wisse viele Antworten
auf die Frage und überlege gerade, welche die beste sei. Ich entschuldigte mich,
daß ich unterbrochen hatte, und bat ihn weiterzumachen. Binnen einer Minute hatte
er seine Antwort hingekritzelt. Sie lautete:
"Gehen Sie mit dem Barometer auf das Dach des Gebäudes, und beugen Sie sich über
das Geländer. Lassen Sie das Barometer fallen, und messen Sie die Zeit, bis es unten
aufschlägt, mit der Stoppuhr. Berechnen Sie dann mit der Formel s = 1/2 b t-Quadrat
[die Fallhöhe s entspricht der Hälfte der Erdbeschleunigung b mal dem Quadrat der
Zeit] die Höhe des Gebäudes."
An diesem Punkt fragte ich meinen Kollegen, ob er aufgeben wolle. Er willigte ein,
und gab dem Studenten fast die volle Punktezahl. Als ich das Büro meines Kollegen
verließ, fiel mir ein, daß der Student gesagt hatte, er wüßte mehrere Antworten auf
die Frage. Ich fragte ihn also danach. "Oh, ja", meinte er. "Es gibt viele
Möglichkeiten, mit Hilfe eines Barometers die Höhe eines hohen Gebäudes zu berechnen.
Beispielsweise könnten Sie an einem sonnigen Tag das Barometer mit rausnehmen, messen,
wie hoch das Barometer, wie lang sein Schatten und wie lang der Schatten ist, den das
Gebäude wirft. Mittels einer einfachen Verhältnisgleichung können Sie dann die Höhe
des Bauwerks bestimmen."
"Fein", sagte ich. "Und die anderen?"
"Naja, erwiderte der Student, "es gibt eine sehr einfache Messung, die wird Ihnen
gefallen. Sie nehmen das Barometer und steigen damit die Treppe hinauf. Beim Hinauf-
steigen verwenden Sie das Barometer als eine Art Maßstab und erhalten so die Höhe
des Gebäudes in Barometereinheiten. Eine sehr direkte Methode.
Wenn Sie allerdings eine raffiniertere Methode vorziehen, dann befestigen Sie das
Barometer an einer Schnur, schwingen es wie ein Pendel hin und her und bestimmen den
Wert von g [Erdbeschleunigung] unten auf der Straße und oben auf dem Dach des
Gebäudes. Aus der Differenz zwischen den beiden Werten für g läßt sich, zumindest
im Prinzip, die Höhe des Gebäudes berechnen.
Allerdings gibt es", fügte er abschließend hinzu, "noch viele andere Antworten,
wenn Sie mich nicht auf physikalische Lösungen festlegen. Beispielsweise könnten Sie
mit dem Barometer ins Erdgeschoß gehen und beim Hausverwalter klopfen. Wenn er Ihnen
aufmacht, sagen Sie:
'Werter Herr Verwalter, ich habe hier ein sehr schönes Barometer. Wenn Sie mir
sagen, wie hoch dieses Gebäude ist, gehört es Ihnen.'..."

Dr. A. Calandra: Die Geschichte mit dem Barometer



Herrn Schwarzers feines Gespür für Schwarze Löcher:

https://www.youtube.com/watch?v=uYJR50j1IW4

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