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Commit bd376e2

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Back to commiting generated files to repository, but in separate folder. (#9)
The idea of switching to artifacts was to separate the automatic output from the source code and only track changes made by users. However, I did not consider that the script efficiently only generates the output of changed files, such that we end up with artifacts that only contain recent changes, but not a snapshort of the current state of the db. The compromise now is to commit the generated files, but put them into a "generated" subdir, so it remains clear which files are source and which are automatically generated.
1 parent e857c28 commit bd376e2

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12 files changed

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-17
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.github/workflows/conditional_convert_via_pandoc.yaml

Lines changed: 11 additions & 11 deletions
Original file line numberDiff line numberDiff line change
@@ -62,14 +62,14 @@ jobs:
6262
run: |
6363
echo $list_changed_files
6464
bash ./pandoc.sh $list_changed_files
65-
# - name: Commit files # transfer the new files into the repository
66-
# run: |
67-
# git config --local user.name "GH_Action_Bot"
68-
# git add ./content
69-
# git commit -m "GH Action: Pandoc | New output for changed files"
70-
# git push -f origin main
71-
- name: Save artifacts # Instead of 'Commit files'. Saves the files as .zip
72-
uses: actions/upload-artifact@v4
73-
with:
74-
name: pandoc-artifact
75-
path: content/
65+
- name: Commit files # transfer the new files into the repository
66+
run: |
67+
git config --local user.name "GH_Action_Bot"
68+
git add ./content
69+
git commit -m "GH Action: Pandoc | New output for changed files"
70+
git push -f origin ${GITHUB_REF##*/}
71+
# - name: Save artifacts # Instead of 'Commit files'. Saves the files as .zip
72+
# uses: actions/upload-artifact@v4
73+
# with:
74+
# name: pandoc-artifact
75+
# path: content/
Binary file not shown.

content/de/instructions/inelastischer-stoss/generated/inelastischer-stoss.html

Lines changed: 382 additions & 0 deletions
Large diffs are not rendered by default.
Lines changed: 302 additions & 0 deletions
Original file line numberDiff line numberDiff line change
@@ -0,0 +1,302 @@
1+
% Options for packages loaded elsewhere
2+
\PassOptionsToPackage{unicode}{hyperref}
3+
\PassOptionsToPackage{hyphens}{url}
4+
\documentclass[
5+
]{article}
6+
\usepackage{xcolor}
7+
\usepackage{amsmath,amssymb}
8+
\setcounter{secnumdepth}{-\maxdimen} % remove section numbering
9+
\usepackage{iftex}
10+
\ifPDFTeX
11+
\usepackage[T1]{fontenc}
12+
\usepackage[utf8]{inputenc}
13+
\usepackage{textcomp} % provide euro and other symbols
14+
\else % if luatex or xetex
15+
\usepackage{unicode-math} % this also loads fontspec
16+
\defaultfontfeatures{Scale=MatchLowercase}
17+
\defaultfontfeatures[\rmfamily]{Ligatures=TeX,Scale=1}
18+
\fi
19+
\usepackage{lmodern}
20+
\ifPDFTeX\else
21+
% xetex/luatex font selection
22+
\fi
23+
% Use upquote if available, for straight quotes in verbatim environments
24+
\IfFileExists{upquote.sty}{\usepackage{upquote}}{}
25+
\IfFileExists{microtype.sty}{% use microtype if available
26+
\usepackage[]{microtype}
27+
\UseMicrotypeSet[protrusion]{basicmath} % disable protrusion for tt fonts
28+
}{}
29+
\makeatletter
30+
\@ifundefined{KOMAClassName}{% if non-KOMA class
31+
\IfFileExists{parskip.sty}{%
32+
\usepackage{parskip}
33+
}{% else
34+
\setlength{\parindent}{0pt}
35+
\setlength{\parskip}{6pt plus 2pt minus 1pt}}
36+
}{% if KOMA class
37+
\KOMAoptions{parskip=half}}
38+
\makeatother
39+
\setlength{\emergencystretch}{3em} % prevent overfull lines
40+
\providecommand{\tightlist}{%
41+
\setlength{\itemsep}{0pt}\setlength{\parskip}{0pt}}
42+
\usepackage{bookmark}
43+
\IfFileExists{xurl.sty}{\usepackage{xurl}}{} % add URL line breaks if available
44+
\urlstyle{same}
45+
\hypersetup{
46+
hidelinks,
47+
pdfcreator={LaTeX via pandoc}}
48+
49+
\author{}
50+
\date{}
51+
52+
\begin{document}
53+
54+
\section{Inelastischer Stoß}\label{inelastischer-stouxdf}
55+
56+
\{\{\textless{} youtube sqCEo4tj3e4 \textgreater\}\}
57+
58+
\subsection{Überblick}\label{uxfcberblick}
59+
60+
In diesem Experiment lässt du einen Ball in der Nähe des Mikrofons
61+
deines Smartphones auf eine harte Oberfläche (z.B. einen Tisch) fallen.
62+
Phyphox erfasst die Geräusche bei jedem Aufprall des Balls auf der
63+
Oberfläche und verwendet deren Zeitpunkte, um die Fallhöhe des Balls zu
64+
bestimmen. Es zeigt die Maxima der Flugparabel zwischen den Aufprallen
65+
sowie die nach jedem Aufprall verbleibende kinetische Energie (relativ
66+
zur anfänglichen Energie).
67+
68+
\subsubsection{Abgedeckte Themen}\label{abgedeckte-themen}
69+
70+
Dieses Experiment kann verwendet werden, um den Energieerhaltungssatz
71+
und insbesondere die potenzielle und kinetische Energie zu besprechen.
72+
Es eignet sich auch zur Diskussion und Untersuchung von elastischen,
73+
plastischen und inelastischen Stößen. Da eine parabolische Flugbahn
74+
angenommen wird, kann es außerdem im Kontext eines einfachen
75+
parabelförmigen freien Falls verwendet werden, indem man die geschätzten
76+
Maximalhöhen zwischen den Aufprallen betrachtet. Um die von phyphox
77+
präsentierten Daten vollständig zu verstehen, sind jedoch ein
78+
Verständnis der Energie notwendig.
79+
80+
\subsubsection{Benötigte Materialien}\label{benuxf6tigte-materialien}
81+
82+
\begin{itemize}
83+
\tightlist
84+
\item
85+
Smartphone oder Tablet mit phyphox
86+
\item
87+
Ball (kleiner Metallball, Golfball, \ldots)
88+
\item
89+
Harte Oberfläche (z.B. Tisch)
90+
\item
91+
Maßband oder Ähnliches wenn die phyphox-Ergebnisse geprüft werden
92+
sollen
93+
\end{itemize}
94+
95+
\subsubsection{Zeitaufwand}\label{zeitaufwand}
96+
97+
Der Aufbau des Experiments dauert weniger als eine Minute. Abhängig vom
98+
Geräuschpegel in der Umgebung kann es jedoch einige Versuche erfordern,
99+
die Schwelle des Triggers (siehe „Probleme und Lösungen``) richtig
100+
einzustellen.
101+
102+
\subsection{Aufbau}\label{aufbau}
103+
104+
Platziere dein Smartphone auf der Oberfläche oder auf einem Stativ in
105+
der Nähe der Oberfläche. Da das Geräusch des Ballaufpralls auf der
106+
Oberfläche erfasst werden soll, wird dringend empfohlen, so nah wie
107+
möglich am Aufprallpunkt zu sein, damit das Geräusch sich von
108+
Hintergrundgeräuschen im Raum abhebt.
109+
110+
Wähle in phyphox die Konfiguration „(In)elastic collision`` aus dem
111+
Hauptmenü. Starte die Messung, indem du auf das Dreieck in der oberen
112+
rechten Ecke drückst.
113+
114+
Je nach Geräuschpegel in deinem Raum, der Wahl des Balls und der
115+
Oberfläche sowie dem Smartphone-Modell musst du möglicherweise die
116+
„Schwelle``-Einstellung im Reiter „Einstellungen`` anpassen. Diese
117+
bestimmt, bei welcher Lautstärke (auf einer Skala von 0 bis 1) ein
118+
Geräusch als Ereignis gewertet wird. Wenn Messwerte ohne hüpfenden Ball
119+
erscheinen, erhöhe die Schwelle von seinem Standard-Wert von 0,1. Wenn
120+
keine Messwerte erkannt werden, senke die Schwelle.
121+
122+
Der Parameter „Mindestvertzögerung`` verhindert Mehrfachzählungen
123+
einzelner Aufpralle, z.B. aufgrund von Nachhall. Der Standardwert von
124+
0,1s ist in den meisten Fällen ausreichend.
125+
126+
\subsection{Durchführung}\label{durchfuxfchrung}
127+
128+
Stelle sicher, dass die Messung in phyphox läuft (Pause-Symbol wird in
129+
der oberen rechten Ecke angezeigt statt des dreieckigen Startsymbols).
130+
Setze die Messwerte über die „Reset``-Taste im Reiter „Höhen`` oder
131+
„Energie`` zurück. Lass den Ball neben dem Mikrofon des Smartphones
132+
fallen. Optional kannst du ein Maßband daneben halten um eine
133+
Referenzhöhe zu bestimmen.
134+
135+
Im Reiter „Höhen`` erscheinen bis zu fünf Zeitintervalle, die zu sechs
136+
Aufprallen gehören.
137+
138+
\subsection{Datenanalyse}\label{datenanalyse}
139+
140+
Die Zeiten im Reiter „Höhen`` entsprechen den Zeitdifferenzen zwischen
141+
zwei Aufprallen auf der Oberfläche. Die Höhen 1 bis 5 entsprechen der
142+
maximalen Höhe, die der Ball im jeweiligen Zeitintervall erreicht hat.
143+
Höhe 0 ist die anfängliche Höhe \textbf{vor} dem ersten Aufprall,
144+
extrapoliert aus den Aufprallen 1 bis 3 (siehe Abschnitt „Physikalischer
145+
Hintergrund und Analysedetails``).
146+
147+
Der Reiter „Energie`` zeigt die zu den berechneten Höhen gehörenden
148+
Energiedaten an. Da die absolute Energie nicht bestimmt werden kann,
149+
wird die Energie der Höhe 1 auf 100\% gesetzt. Das bedeutet, dass alle
150+
Energien als Bruchteil der potenziellen Energie der Höhe 1 aus dem
151+
Reiter „Höhen`` dargestellt werden. Folglich entsprechen die Energien 2
152+
bis 5 der potenziellen Energie der Höhen 2 bis 5 und damit dem
153+
Verhältnis der Höhen 2 bis 5 zu Höhe 1. Die kleinere Angabe „Bei Stoß
154+
behalten`` ist das Verhältnis der potenziellen Energie des aktuellen
155+
Zeitintervalls zur potentiellen Energie des vorherigen Intervalls und
156+
stellt somit den Anteil der kinetischen Energie dar, der nach dem
157+
letzten Aufprall erhalten geblieben ist.
158+
159+
\begin{center}\rule{0.5\linewidth}{0.5pt}\end{center}
160+
161+
\subsection{Physikalischer Hintergrund und
162+
Analysedetails}\label{physikalischer-hintergrund-und-analysedetails}
163+
164+
Phyphox zeichnet Audiodaten des Smartphone-Mikrofons auf und analysiert
165+
sie sequentiell (wie in der Konfiguration „akustische Stoppuhr``). Die
166+
Samples werden auf einen Bereich von -1 bis 1 normalisiert, wobei die
167+
genaue Bedeutung dieser Amplitude je nach Aufnahmehardware des
168+
Smartphones variieren kann. Wenn ein Sample die vom Benutzer
169+
eingestellte Trigger-Schwelle überschreitet, wird dies als Ereignis
170+
gezählt und die Zeit vermerkt. Die Zeit basiert auf der Abtastrate, die
171+
typischerweise 48 kHz (oder in einigen Fällen 44,1 kHz) beträgt. Das
172+
ergibt eine theoretische zeitliche Auflösung von \(21\,\mathrm{\mu s}\)
173+
(bzw. \(23\,\mathrm{\mu s}\)). In der Praxis ist diese Auflösung jedoch
174+
durch Unterschiede in den Geräuschen verschiedener Aufpralle, Dispersion
175+
und die Form der Schallwelle begrenzt. Während phyphox intern exakte
176+
Werte nutzt, werden daher nur drei Dezimalstellen (1 ms) angezeigt.
177+
178+
Nach einem Ereignis werden die folgenden Audiosamples verworfen, bis die
179+
im unter „Mindestverzögerung`` eingestellte Zeit verstrichen ist. Danach
180+
wird das nächste Sample oberhalb der Schwelle als nächstes Ereignis
181+
erfasst. Die Zeitdifferenzen zwischen den aufeinanderfolgenden
182+
Ereignissen werden als „Zeit 1``, „Zeit 2`` usw. angezeigt.
183+
184+
Phyphox nimmt eine perfekte parabolische Flugbahn zwischen den
185+
Ereignissen an. Die Höhen „Höhe 1`` bis „Höhe 5`` werden nach folgender
186+
Formel berechnet:
187+
188+
\[
189+
h_i = \frac{1}{8} g \Delta t_i^2
190+
\]
191+
192+
mit \(\Delta t_i\) als zugehörigem „Zeit i`` und \(g\) als
193+
Erdbeschleunigung (\(9,81 \, m/s^2\)). Dies basiert auf der Formel für
194+
die Strecke eines Körpers unter konstanter Beschleunigung \(a\) aus dem
195+
Ruhezustand:
196+
197+
\[
198+
d = \frac{1}{2}a t^2
199+
\]
200+
201+
In diesem Experiment gilt \(a = g\) und \(\Delta t_i = 2t\), da das
202+
Zeitintervall sowohl den Aufstieg zur maximalen Höhe als auch den
203+
symmetrischen Abstieg umfasst.
204+
205+
Die Energien werden als potenzielle Energie an den höchsten Punkten der
206+
Flugbahn berechnet. Mit konstanter Masse und Erdbeschleunigung kann die
207+
potenzielle Energie \(E_i = m g h_i\) an jedem Maximum einfach als
208+
Bruchteil von \(E_1\) ausgedrückt werden, nämlich als das Verhältnis der
209+
Höhen \(E_i / E_1 = h_i / h_1\).
210+
211+
Die anfängliche Höhe \(h_0\) wird extrapoliert, indem angenommen wird,
212+
dass das Verhältnis der potenziellen Energie vor und nach dem ersten
213+
Aufprall dem vor und nach dem zweiten Aufprall entspricht:
214+
215+
\begin{align*}
216+
\frac{E_0}{E_1} &= \frac{h_0}{h_1} = \frac{h_1}{h_2} = \frac{t_1^2}{t_2^2} \\
217+
\Rightarrow h_0 &= h_1 \frac{t_1^2}{t_2^2} = \frac{1}{8}g\frac{t_1^4}{t_2^2}
218+
\end{align*}
219+
220+
In der Praxis wird die anfängliche Höhe häufig unterschätzt, da bei
221+
höheren Aufprallgeschwindigkeiten mehr Energie in Wärme umgewandelt
222+
wird. Der erste Aufprall hat typischerweise die höchste Geschwindigkeit
223+
und verliert damit einen höheren Anteil seiner Energie. Die Annahme
224+
eines gleichen Verlustfaktors führt somit zu einer Unterschätzung der
225+
potentiellen Energie vor dem ersten Aufprall und damit zu einer
226+
Unterschätzung der Anfangshöhe.
227+
228+
\subsection{Probleme und Lösungen}\label{probleme-und-luxf6sungen}
229+
230+
\begin{itemize}
231+
\tightlist
232+
\item
233+
\textbf{Phyphox erfasst nicht alle Aufpralle.}\\
234+
Wenn die Messung auf einige Aufpralle oder laute Geräusche wie
235+
Klatschen reagiert, aber manche Aufpralle verpasst, ist die
236+
Triggerschwelle zu hoch eingestellt. Verringere die Schwelle, um sie
237+
an die Lautstärke der Aufprallgeräusche anzupassen, oder erhöhe die
238+
Lautstärke dieser Geräusche, indem du eine andere
239+
Ball-/Oberflächenkombination wählst. Du kannst dir auch die Lautstärke
240+
der Geräusche in der phyphox-Konfiguration „Audio Scope`` ansehen,
241+
welche Geräusche im gleichen Bereich von null bis eins wie die
242+
Triggerschwelle anzeigt.
243+
\item
244+
\textbf{Ereignisse werden registriert, obwohl der Ball nicht
245+
springt.}\\
246+
In diesem Fall ist die Triggerschwelle zu niedrig eingestellt und/oder
247+
die Hintergrundgeräusche sind zu laut. Erhöhe die Schwelle so lange,
248+
bis die Messung nicht mehr durch Hintergrundgeräusche ausgelöst wird.
249+
Stelle sicher, dass das Aufprallgeräusch lauter ist als die
250+
Hintergrundgeräusche im Raum.
251+
\item
252+
\textbf{Einzelne Aufpralle werden mehrfach gezählt.}\\
253+
Dies kann eine Folge einer zu niedrig eingestellten Triggerschwelle
254+
sein, da der Nachhall des Geräuschs noch über der Schwelle liegt.
255+
Versuche zunächst, die Schwelle zu erhöhen. Wenn dies keine Option
256+
ist, weil leisere spätere Aufpralle nicht erfasst werden oder die
257+
Umgebungsgeräusche zu laut sind, kannst du versuchen, die Einstellung
258+
„Mindestverzögerung`` zu erhöhen, um schnelle Ereignisse zu
259+
verhindern. Beachte jedoch, dass dies dazu führen kann, dass spätere,
260+
schneller aufeinanderfolgende Aufpralle nicht erfasst werden.
261+
\item
262+
\textbf{Die Energieanzeigen sind unplausibel (z.B. größer als 100
263+
\%).}\\
264+
Überprüfe die Zeitintervalle im Reiter „Höhen``. Diese sind
265+
wahrscheinlich nicht korrekt, und es könnte ein sehr kurzes Intervall
266+
vorhanden sein, das durch einen doppelt gezählten Aufprall entstanden
267+
ist. Sieh dir die Lösungen für verpasste Aufpralle oder mehrfach
268+
gezählte Aufpralle an um korrekte Zeiten zu erhalten.
269+
\end{itemize}
270+
271+
\subsection{Variationen}\label{variationen}
272+
273+
Dieses Experiment funktioniert auf verschiedenen Skalen, von Murmeln bis
274+
zu Basketbällen und von Zentimetern bis zu mehreren Metern. Beachte
275+
jedoch, dass Luftwiderstand eine Rolle spielen könnte und stark
276+
unterschiedliche Geräuschpegel eine Herausforderung sein können.
277+
278+
Das Experiment kann als Demonstration vor oder nach der Besprechung der
279+
zugrundeliegenden Berechnungen dienen. Es kann auch verwendet werden, um
280+
Stöße mit unterschiedlicher Elastizität zu untersuchen, z.B. durch
281+
Variieren der Ball-Oberflächen-Kombinationen.
282+
283+
Für eine systematische Untersuchung des Rückstoßkoeffizienten kann ein
284+
gut springender Ball (z.B. Golfball oder Stahlkugel) verwendet werden.
285+
Hier lässt sich die Elastizität des Stoßes schrittweise durch das
286+
Einfügen von Papierbögen zwischen Ball und Oberfläche reduzieren.
287+
288+
\subsection{Weitere Videos}\label{weitere-videos}
289+
290+
\{\{\textless{} youtube 8Dd8Vi9GuzE \textgreater\}\} \{\{\textless{}
291+
youtube \_2K9aYdkt6Y \textgreater\}\}
292+
293+
\subsection{Arbeitsblätter / Material}\label{arbeitsbluxe4tter-material}
294+
295+
Es sind derzeit keine Arbeitsblätter verfügbar. Eventuell findest du in
296+
anderen Sprachen dieser Seite Arbeitsblätter, die übersetzt werden
297+
können.
298+
299+
Wir freuen uns immer, wenn du Arbeitsblätter mit uns und anderen Nutzern
300+
teilst. Kontaktiere uns einfach unter [email protected].
301+
302+
\end{document}
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