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GH Action: Pandoc | New output for changed files
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GH_Action_Bot committed Jan 7, 2025
1 parent 78a80d3 commit 4e2a993
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300 changes: 300 additions & 0 deletions content/de/instructions/aufzug/generated/aufzug.html
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@@ -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>
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background-color: #fdfdfd;
}
body {
margin: 0 auto;
max-width: 36em;
padding-left: 50px;
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body {
font-size: 0.9em;
padding: 12px;
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h1 {
font-size: 1.8em;
}
}
@media print {
html {
background-color: white;
}
body {
background-color: transparent;
color: black;
font-size: 12pt;
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p, h2, h3 {
orphans: 3;
widows: 3;
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h2, h3, h4 {
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}
p {
margin: 1em 0;
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a:visited {
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}
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height: auto;
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h1, h2, h3, h4, h5, h6 {
margin-top: 1.4em;
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h5, h6 {
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font-style: italic;
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h6 {
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ol, ul {
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li > ol, li > ul {
margin-top: 0;
}
blockquote {
margin: 1em 0 1em 1.7em;
padding-left: 1em;
border-left: 2px solid #e6e6e6;
color: #606060;
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code {
font-family: Menlo, Monaco, Consolas, 'Lucida Console', monospace;
font-size: 85%;
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hyphens: manual;
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pre {
margin: 1em 0;
overflow: auto;
}
pre code {
padding: 0;
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overflow-wrap: normal;
}
.sourceCode {
background-color: transparent;
overflow: visible;
}
hr {
background-color: #1a1a1a;
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height: 1px;
margin: 1em 0;
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table {
margin: 1em 0;
border-collapse: collapse;
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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;
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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>{{&lt; youtube Jgzym7tplVU &gt;}}</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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