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GH Action: Pandoc | New output for changed files
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GH_Action_Bot
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Jan 7, 2025
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78a80d3
commit 4e2a993
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Original file line number | Diff line number | Diff line change |
---|---|---|
@@ -0,0 +1,300 @@ | ||
<!DOCTYPE html> | ||
<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml" lang="" xml:lang=""> | ||
<head> | ||
<meta charset="utf-8" /> | ||
<meta name="generator" content="pandoc" /> | ||
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0, user-scalable=yes" /> | ||
<title>aufzug</title> | ||
<style> | ||
html { | ||
color: #1a1a1a; | ||
background-color: #fdfdfd; | ||
} | ||
body { | ||
margin: 0 auto; | ||
max-width: 36em; | ||
padding-left: 50px; | ||
padding-right: 50px; | ||
padding-top: 50px; | ||
padding-bottom: 50px; | ||
hyphens: auto; | ||
overflow-wrap: break-word; | ||
text-rendering: optimizeLegibility; | ||
font-kerning: normal; | ||
} | ||
@media (max-width: 600px) { | ||
body { | ||
font-size: 0.9em; | ||
padding: 12px; | ||
} | ||
h1 { | ||
font-size: 1.8em; | ||
} | ||
} | ||
@media print { | ||
html { | ||
background-color: white; | ||
} | ||
body { | ||
background-color: transparent; | ||
color: black; | ||
font-size: 12pt; | ||
} | ||
p, h2, h3 { | ||
orphans: 3; | ||
widows: 3; | ||
} | ||
h2, h3, h4 { | ||
page-break-after: avoid; | ||
} | ||
} | ||
p { | ||
margin: 1em 0; | ||
} | ||
a { | ||
color: #1a1a1a; | ||
} | ||
a:visited { | ||
color: #1a1a1a; | ||
} | ||
img { | ||
max-width: 100%; | ||
} | ||
svg { | ||
height: auto; | ||
max-width: 100%; | ||
} | ||
h1, h2, h3, h4, h5, h6 { | ||
margin-top: 1.4em; | ||
} | ||
h5, h6 { | ||
font-size: 1em; | ||
font-style: italic; | ||
} | ||
h6 { | ||
font-weight: normal; | ||
} | ||
ol, ul { | ||
padding-left: 1.7em; | ||
margin-top: 1em; | ||
} | ||
li > ol, li > ul { | ||
margin-top: 0; | ||
} | ||
blockquote { | ||
margin: 1em 0 1em 1.7em; | ||
padding-left: 1em; | ||
border-left: 2px solid #e6e6e6; | ||
color: #606060; | ||
} | ||
code { | ||
font-family: Menlo, Monaco, Consolas, 'Lucida Console', monospace; | ||
font-size: 85%; | ||
margin: 0; | ||
hyphens: manual; | ||
} | ||
pre { | ||
margin: 1em 0; | ||
overflow: auto; | ||
} | ||
pre code { | ||
padding: 0; | ||
overflow: visible; | ||
overflow-wrap: normal; | ||
} | ||
.sourceCode { | ||
background-color: transparent; | ||
overflow: visible; | ||
} | ||
hr { | ||
background-color: #1a1a1a; | ||
border: none; | ||
height: 1px; | ||
margin: 1em 0; | ||
} | ||
table { | ||
margin: 1em 0; | ||
border-collapse: collapse; | ||
width: 100%; | ||
overflow-x: auto; | ||
display: block; | ||
font-variant-numeric: lining-nums tabular-nums; | ||
} | ||
table caption { | ||
margin-bottom: 0.75em; | ||
} | ||
tbody { | ||
margin-top: 0.5em; | ||
border-top: 1px solid #1a1a1a; | ||
border-bottom: 1px solid #1a1a1a; | ||
} | ||
th { | ||
border-top: 1px solid #1a1a1a; | ||
padding: 0.25em 0.5em 0.25em 0.5em; | ||
} | ||
td { | ||
padding: 0.125em 0.5em 0.25em 0.5em; | ||
} | ||
header { | ||
margin-bottom: 4em; | ||
text-align: center; | ||
} | ||
#TOC li { | ||
list-style: none; | ||
} | ||
#TOC ul { | ||
padding-left: 1.3em; | ||
} | ||
#TOC > ul { | ||
padding-left: 0; | ||
} | ||
#TOC a:not(:hover) { | ||
text-decoration: none; | ||
} | ||
code{white-space: pre-wrap;} | ||
span.smallcaps{font-variant: small-caps;} | ||
div.columns{display: flex; gap: min(4vw, 1.5em);} | ||
div.column{flex: auto; overflow-x: auto;} | ||
div.hanging-indent{margin-left: 1.5em; text-indent: -1.5em;} | ||
/* The extra [class] is a hack that increases specificity enough to | ||
override a similar rule in reveal.js */ | ||
ul.task-list[class]{list-style: none;} | ||
ul.task-list li input[type="checkbox"] { | ||
font-size: inherit; | ||
width: 0.8em; | ||
margin: 0 0.8em 0.2em -1.6em; | ||
vertical-align: middle; | ||
} | ||
</style> | ||
</head> | ||
<body> | ||
<p>{{< youtube Jgzym7tplVU >}}</p> | ||
<h2 id="überblick">Überblick</h2> | ||
<p>Der Luftdrucksensor kann genutzt werden um Höhendifferenzen zu | ||
erfassen. Dies kann insbesondere in Aufzügen sehr anschaulich genutzt | ||
werden, deren zurückgelegte Höhendifferenz sowie Geschwindigkeit | ||
ermittelt werden kann. So ist sowohl eine Diskussion der barometrischen | ||
Höhenformel als auch der Kinematik möglich. Die hier dargestellten | ||
Experimentideen lassen sich auch auf andere Situationen übertragen, in | ||
denen ein signifikanter Höhenunterschied erreicht wird (z.B. | ||
Treppensteigen, Fahrt auf einem Riesenrad, Seilzug über mehrere Etagen | ||
usw.)</p> | ||
<h3 id="abgedeckte-themen">Abgedeckte Themen</h3> | ||
<p>In diesem Experiment wird der Luftdrucksensor genutzt um | ||
Höhenunterschiede eines sich bewegenden Objekts zu ermitteln, so dass es | ||
auf drei Arten eingesetzt werden kann: - Es kann der Zusammenhang | ||
zwischen Luftdruck und Höhe, also die barometrische Höhenformel | ||
behandelt werden. In dem Fall bietet es sich an, nicht die in phyphox | ||
integrierte Konfiguration „Aufzug“ zu verwenden, sondern direkt über | ||
„Luftdruck“ die Rohdaten des Sensors aufzuzeichnen und den Lernenden die | ||
Umrechnung zu überlassen, bzw. die Werte mit einer Referenz (z.B. | ||
Messung mit Lot, Abzählen von Stockwerken, GPS-Messung (teuils sehr | ||
ungenau), bekannte Gebäudehöhe, usw.) zu vergleichen. - Es kann die | ||
Kinematik, insbesondere s-t-, v-t- und a-t-Diagramme anhand eines | ||
alltäglichen Vorgangs veranschaulicht werden. Hierzu wird die in phyphox | ||
integrierte Konfiguration „Aufzug” genutzt, die die Umrechnung des | ||
Luftdrucks in eine Höhendifferenz übernimmt und in Verbindung mit dem | ||
Beschleunigungssensor als s-t-, v-t- und a-t-Diagramme visualisiert. Die | ||
Lernenden können mit dem Aufzug fahren und in Echtzeit sehen, wie die | ||
Graphen zur Bewegung des Fahrstuhls entstehen. - Das Experiment kann als | ||
Werkzeug zur Höhenbestimmung in anderen Experimenten genutzt werden. | ||
Hier muss mit einer gewissen Drift gerechnet werden, aber insbesondere | ||
mit wiederholter Messung sind Genauigkeiten von etwa einem Meter | ||
erreichbar, was in der Regel genauer ist als die in der Vertikalen recht | ||
ungenaue GPS-Position und den Vorteil bietet, auch in Gebäuden und | ||
Fahrzeugen zu funktionieren.</p> | ||
<h3 id="benötigte-materialien">Benötigte Materialien</h3> | ||
<ul> | ||
<li>Smartphone oder Tablet mit phyphox, welches über einen | ||
Luftdrucksensor verfügt. Dies ist bei allen Apple-Geräten der Fall und | ||
bei Android-Geräten typischerweise ab der „mittleren Preisklasse“ (vgl. | ||
<a href="Sensordatenbank">https://phyphox.org/sensordb</a>).</li> | ||
<li>Je nach Experiment etwas, was zu einer Höhendifferenz führt (Aufzug, | ||
Rolltreppe, größerer Flaschenzug)</li> | ||
</ul> | ||
<h3 id="zeitaufwand">Zeitaufwand</h3> | ||
<p>Die Messung kann alleine mit dem Smartphone jederzeit begonnen werden | ||
und dauert nur so lange wie der zu messende Vorgang. Sollen die | ||
Lerndenden die Berechnung der barometrischen Höhenformel selbst durch | ||
führen, ist hierfür Zeit einzuplanen.</p> | ||
<h2 id="aufbau">Aufbau</h2> | ||
<p>Bei Nutzung eines Aufzugs ist kein Aufbau notwendig. Bei Alternativen | ||
(Flaschenzug bzw. herablassen des Smartphones an einem Seil) sind | ||
entsprechende Vorbereitungen notwendig.</p> | ||
<p>In phyphox muss lediglich die Konfiguration „Aufzug“ oder für | ||
Rohdaten „Luftdruck“ geöffnet werden. Auch hier sind keine weiteren | ||
Einstellungen notwendig.</p> | ||
<h2 id="durchführung">Durchführung</h2> | ||
<p>Öffne je nach Ziel des Versuchs die in phyphox integrierte | ||
Konfiguration „Aufzug“ (zur automatischen Berechnung von s-t-, v-t- und | ||
a-t-Diagrammen) oder „Luftdruck“ (um Rohdaten des Sensors | ||
aufzuzeichnen). Begib dich in den Aufzug un platziere das Smartphone auf | ||
dem Boden. Starte die Messung mit dem Dreieck-Symbol oben rechts und | ||
wähle im Aufzug eine Etage. Stoppe die Messung am Ende der Fahrt mit der | ||
Pause-Taste (parallele Linien).</p> | ||
<h2 id="datenanalyse">Datenanalyse</h2> | ||
<p>Je nach Beadrf und Aufgabenstellung.</p> | ||
<hr /> | ||
<h2 id="physikalischer-hintergrund-und-analysedetails">Physikalischer | ||
Hintergrund und Analysedetails</h2> | ||
<p>Die Konfiguration „Aufzug“ nutzt die „internationale Höhenformel“ um | ||
den Luftdruck | ||
<math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><semantics><mi>p</mi><annotation encoding="application/x-tex">p</annotation></semantics></math> | ||
in eine Höhe | ||
<math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><semantics><mi>h</mi><annotation encoding="application/x-tex">h</annotation></semantics></math> | ||
umzurechnen.</p> | ||
<p><math display="block" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><semantics><mrow><mi>h</mi><mo>=</mo><mfrac><mrow><mn>288</mn><mo>,</mo><mn>15</mn><mspace width="0.167em"></mspace><mi mathvariant="normal">K</mi></mrow><mrow><mn>0</mn><mo>,</mo><mn>0065</mn><mspace width="0.167em"></mspace><mfrac><mi mathvariant="normal">K</mi><mi mathvariant="normal">m</mi></mfrac></mrow></mfrac><mrow><mo stretchy="true" form="prefix">(</mo><mn>1</mn><mo>−</mo><msup><mrow><mo stretchy="true" form="prefix">(</mo><mfrac><mrow><mi>p</mi><mrow><mo stretchy="true" form="prefix">(</mo><mi>h</mi><mo stretchy="true" form="postfix">)</mo></mrow></mrow><mrow><mn>1013</mn><mo>,</mo><mn>25</mn><mspace width="0.167em"></mspace><mrow><mi mathvariant="normal">h</mi><mi mathvariant="normal">P</mi><mi mathvariant="normal">a</mi></mrow></mrow></mfrac><mo stretchy="true" form="postfix">)</mo></mrow><mfrac><mn>1</mn><mrow><mn>5</mn><mo>,</mo><mn>255</mn></mrow></mfrac></msup><mo stretchy="true" form="postfix">)</mo></mrow></mrow><annotation encoding="application/x-tex"> | ||
h = \frac{288,15\,\mathrm{K}}{0,0065\,\mathrm{\frac{K}{m}}}\left(1-\left(\frac{p(h)}{1013,25\,\mathrm{hPa}}\right)^{\frac{1}{5,255}}\right) | ||
</annotation></semantics></math></p> | ||
<p>Da der Absolutwert unter anderem metereologischen Schwankungen | ||
unterliegt, wird der erste Messwert als Referenz genutzt und auf die | ||
Höhe Null gesetzt, so dass in Folge eine Höhendifferenz bestimmt wird. | ||
Zudem mittelt diese Konfiguration die Druckmessungen in Intervallen von | ||
1s um das Rauschen zu reduzieren, auch wenn der verbaute Luftdrucksensor | ||
höhere Raten unterstützt.</p> | ||
<p>Das a-t- Diagramm entspricht den Rohdaten der z-Achse (senkrecht zum | ||
Bildschirm) des Beschleunigungssensors.</p> | ||
<h2 id="probleme-und-lösungen">Probleme und Lösungen</h2> | ||
<ul> | ||
<li><strong>Das a-t-Diagramm ist zu verrauscht</strong> Das a-t-Diagramm | ||
entspricht der z-Achse des Beschleunigugnssensors, welche senkrecht zum | ||
Bildschirm liegt. Entsprechend muss das Smartphone flach liegen und darf | ||
nicht aufrecht gehalten werden. Zudem dominieren Vibrationen leicht die | ||
vergleichsweise geringe Beschleunigung eines Aufzugs. In diesen Fällen | ||
kann es helfen, das Smartphone nicht auf den Boden zu legen, sondern in | ||
der Hand zu halten, oder auf einen weichen, leicht dämpfenden Untergrund | ||
(Schaumstoff, Jacke,…) zu legen.</li> | ||
<li><strong>Der Luftdruck / Höhenverlauf ist unerwartet.</strong><br /> | ||
Denke daran, dass die Messgröße Luftdruck auch anders beeinflusst werden | ||
kann. In Fahrzeugen werden Höhenunterschiede beispielsweise leicht durch | ||
Druckunterschiede in Tunneln oder den Staudruck über Lüftungen (vgl. | ||
Pitot-Rohr) überlagert. In sehr schnellen Aufzügen großer Gebäude sind | ||
teils Schächte zum Druckausgleich verbaut und das Lüftungssystem eines | ||
Gebäudes kann ebenso unerwartete Einflüsse haben. In größeren | ||
Passagierflugzeugen ist eine Höhenmessung unmöglich, dass der | ||
Kabinendruck künstlich reguliert wird.</li> | ||
<li><strong>Der Luftruck zeigt plötliche Schwankungen</strong> Sollte es | ||
sich um ein wasserdichtes Smartphone handeln, kann der Druckausgleich | ||
zur Umgebung nur langsam erfolgen. Drückt man auch nur leicht auf das | ||
Gehäuse (schon beim Halten des Smartphones) kann eine kurzzeitige | ||
Druckänderung im Gerät entstehen, die die Messung überlagert.</li> | ||
</ul> | ||
<h2 id="variationen">Variationen</h2> | ||
<p>Dieses Experiment erlaubt viele Variationen wie beispielsweise der | ||
Einsatz beim Treppensteigen, mit Seilzügen oder aber auch mit | ||
Smartphones, die an einer Drohne befestigt werden. Ebenso spannend sind | ||
Freizeitparkattraktionen wie Riesenräder oder Falltürme. Zu beachten | ||
ist, dass abhängig vom verwendeten Smartphone oder Tablet eine Auflösung | ||
von etwa einem Meter Höhenunterschied möglich ist und oft eine zeitliche | ||
Drift zu erkennen ist. Entsprechend sind Höhenunterschiede innerhalb | ||
eines Raumes meist nicht sinnvoll messbar, sondern man sollte Systeme | ||
suchen, die eine Beweugung über mehrere Etagen / mehrere Meter | ||
erzeugen.</p> | ||
<h2 id="arbeitsblätter-material">Arbeitsblätter / Material</h2> | ||
<p>Es sind derzeit keine Arbeitsblätter verfügbar. Eventuell findest du | ||
in anderen Sprachen dieser Seite Arbeitsblätter, die übersetzt werden | ||
können.</p> | ||
<p>Wir freuen uns immer, wenn du Arbeitsblätter mit uns und anderen | ||
Nutzern teilst. Kontaktiere uns einfach unter [email protected].</p> | ||
</body> | ||
</html> |
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