ZirkelschlagArbeitsblätter / Themen A–Z / Physik
Schall & Echo
Physik · Klasse 7–8 · 6 Blätter · 75 Aufgaben
LehrplanHessen: Erweiterung der Sinne · bis Ende Jg. 9/10
Echo, Gewitter, Tonhöhe: Diese Seite zeigt, wie man mit der Schallgeschwindigkeit Entfernungen berechnet, und woran das Echo meistens scheitert.
Worum es geht
Schall ist eine Schwingung, die sich durch einen Stoff ausbreitet, etwa Luft, Wasser oder Stahl. Im Vakuum gibt es keinen Schall. In Luft legt er etwa 343 m in einer Sekunde zurück, viel langsamer als Licht. Deshalb sieht man den Blitz sofort und hört den Donner später. Bei einem Echo läuft der Schall zur Wand und wieder zurück. Die Frequenz bestimmt die Tonhöhe, die Amplitude die Lautstärke.
Die Formeln
| Größe | Formel | Einheit |
|---|---|---|
| Entfernung | d = c · t | m (c_Luft = 343 m/s) |
| Echo | d = c · t / 2 | m |
| Frequenz | f = 1 / T | Hz |
| Schallgeschwindigkeit | Luft 343; Wasser 1 480; Stahl 5 100 | m/s |
Beispiel, Schritt für Schritt
Aufgabe: Ein Ruf wird von einer Felswand zurückgeworfen, das Echo ist nach 1,4 s zu hören. Wie weit ist die Wand entfernt? (c = 343 m/s, 1 NKS)
| Schritt | Rechnung | Warum |
|---|---|---|
| 1 · Formel | d = c · t / 2 | der Schall läuft hin und zurück |
| 2 · Einsetzen | d = 343 m/s · 1,4 s / 2 | m/s · s ergibt m |
| 3 · Zwischenschritt | c · t = 480,2 m | das ist der ganze Hin- und Rückweg |
| 4 · Ergebnis | d = 240,1 m | nur die Hälfte ist der Abstand zur Wand |
Der typische Fehler
Beim Echo nicht halbieren. 343 · 1,4 = 480,2 m, und das wird als Entfernung angegeben. Es fühlt sich richtig an, weil „Weg = Geschwindigkeit mal Zeit“ ja stimmt. Die gemessene Zeit umfasst aber zwei Wege: zur Wand und zurück. Beim Gewitter dagegen läuft der Schall nur einmal, dort wird nicht halbiert.
So prüfst du dein Ergebnis
Faustregel: In Luft legt der Schall in 3 s etwa 1 km zurück. Einheit: m/s · s = m. Grenzfall: Ein Echo nach 0,1 s kommt von einer Wand in nur 17 m Entfernung, man hört es kaum getrennt vom Ruf.