VideoAnalyzer 2.0 ist ein ideales Werkzeug, Kinematik an alltäglichen Bewegungsvorgängen zu zeigen und zu untersuchen. So können beispielsweise die folgenden Fragestellungen untersucht werden:
- Fällt ein Apfel aus gleicher Höhe schneller als ein Fußball?
- Aus welchen Teilbewegungen besteht die Flugbahn eines Basketballs nach dem Wurf?
- Wie stark beschleunigt ein Auto?
- Wie verhält sich die Schwingung bei einem Pendel?
- Welche Bahn vollzieht ein Tennisball, der von einem Radfahrer während der Fahrt senkrecht hochgeworfen wird?
- Was ist schneller, ein Fußballschuss oder ein Handballwurf?
- Aus welchen Bewegungsphasen besteht ein Sprint?
Welche Bewegungsbahnen eignen sich für ein Videoexperiment?
Geeignet sind alle Bewegungen, die im Verhältnis zur Bildrate des Videos nicht ‚zu schnell’ sind. Es kann sich dabei um ein- oder um zweidimensionale Bewegungsabläufe handeln.
Wie berechnet Videoanalyzer die Wertetabelle?
Zeit: t = Einzelbildnummer / Bildrate des Videos – Zeitbeginn des Messabschnitts
x-Werte: x = (eingegebene Größe des Maßstabs / Pixellänge des Maßstabs) • (gemessene x-Pixel – Nullpunkt x-Pixel)
y-Werte: y = (eingegebene Größe des Maßstabs / Pixellänge des Maßstabs) • (Nullpunkt y-Pixel – gemessene y-Pixel)
Die Punkte im t-ax Diagramm streuen sehr stark und haben zum Teil sehr hohe Werte. Woran liegt das?
Bei jeder Messwerterfassung entstehen Messfehler. Durch die progressive Berechnung von Differenzenquotienten entsteht eine Fehlerfortpflanzung, die sich insbesondere bei der Berechnung von ax und ay sehr deutlich auswirkt.
Hier eignet sich in besonderer Weise die Nutzung der Trendlinienfunktionen. Trotz großer Streuung können hiermit in den meisten Fällen noch Rückschlüsse auf die entsprechenden Gesetzmäßigkeiten gezogen werden.
Fehlerfortpflanzung und Messwerteinterpretation sollten unbedingt im Unterricht thematisiert werden. Hierfür ist VideoAnalyzer ein ideales Werkzeug.
Was bedeutet mathematisch die Berechnung der Trendlinie?
Das bei der Berechnung der Trendlinien angewandte Verfahren nennt man Regression. Die Koeffizienten eines Polynoms, dessen Grad vorher festgelegt wird, werden so berechnet, dass sich der Graph des Polynoms besonders gut der vorgegebenen Punkteschar annähert. Die im VideoAnalyzer angewandte Methode ist auch als ‚Least Squares Fit’ bekannt.
Für den Polynomgrad 0 ergibt sich eine Konstante. Für den Polynomgrad 1 ergibt sich eine Gerade.
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