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Wir messen, wenn wir Zutaten abwiegen, auf einen Tachometer schauen, die Körpertemperatur ablesen oder die Länge eines Tisches bestimmen. In der Physik ist Messen ein experimenteller Vorgang, durch den ein oder mehrere Größenwerte ermittelt werden. Eine Maßeinheit liefert den gemeinsamen Bezug.
Hat ein Gegenstand beispielsweise die Länge , ist der Zahlenwert und die Einheit.
Erst das passende Messwerkzeug macht ein Ergebnis brauchbar. Mit dem falschen Gerät kann ein Wert sauber aussehen und trotzdem für die untersuchte Größe ungeeignet sein.
Nutze das kleine Labor, um drei grundlegende Messwerkzeuge zu vergleichen. Drehe das Modell und achte darauf, was gemessen wird, welche Einheit erscheint und wie der Messwert zu lesen ist.
Kläre vor jeder Messung zuerst die gesuchte Größe. Daraus ergeben sich das geeignete Gerät und die passende Einheit.
SI ist die Abkürzung für Système international d’unités, das Internationale Einheitensystem. Dieser gemeinsame Standard macht Messungen aus verschiedenen Schulen, Laboren und Ländern direkt vergleichbar.
Zu den ersten SI-Grundgrößen im Physikunterricht gehören Länge, Masse und Zeit. Ihre Basiseinheiten sind , und .
Die folgenden Beispiele verbinden Startpunkt, angezeigten Wert und Einheit. Entscheidend ist nicht nur die Zahl, sondern auch ihre physikalische Bedeutung.
Beim Ablesen eines Lineals zählt nicht nur die Zahl am rechten Ende. Prüfe auch die Anfangsposition. Beginnt der Gegenstand bei und endet bei , ergibt sich:
Wenn das Objekt bei beginnt und bei endet, beträgt seine Länge nicht .
Die Masse beschreibt, wie stark sich ein Körper einer Bewegungsänderung widersetzt. Eine Waage bestimmt sie durch den Vergleich mit bekannten Massen. Zeigt die Waage , beträgt die Masse des Gegenstands:
Im Labor oben ist eine gleicharmige Waage dargestellt. Der Gegenstand liegt auf der linken Schale, eine Referenzmasse von auf der rechten. Ist die Gegenstandsmasse größer als , sinkt ihre Seite. Ist sie kleiner als , sinkt die Referenzseite. Bei gleicher Masse bleibt die Waage im Gleichgewicht.
Für eine SI-Angabe wird die Masse in Kilogramm umgerechnet.
Eine Stoppuhr misst die Dauer eines Vorgangs. Zeigt sie , dauert der Vorgang Sekunden.
Ein Bleistift liegt auf einem Lineal. Sein linkes Ende befindet sich bei , das rechte bei . Seine Länge beträgt:
Die Bleistiftlänge beträgt also .
Das Bleistiftbeispiel zeigt das Grundmuster jeder Messung: zuerst die Größe bestimmen, dann ein geeignetes Werkzeug wählen und schließlich das Ergebnis mit Einheit notieren. Sind diese Schritte klar, ist der Messwert mehr als eine Zahl. Er lässt sich vergleichen und für weitere Untersuchungen verwenden.
Die Begriffe folgen den JCGM-Definitionen von Messung und
Größenwert im International Vocabulary of Metrology.
