Stunde 1

Einstieg Flanke-Kopfball-Tor!

Einstieg mit Filmsequenz aus youtube: http://www.youtube.com/watch?v=a5kCbrVTSTY

Es folgt ein Nachstellen der Situation gemäß Foto.

Entweder ablenken von einer Kugel oder ggf. des Luftkissenballs von der Firma pearl .

Direkt nach dem Einstiegsexperiment erhalten die Schüler das Arbeitsblatt 1 Geschwindigkeit als Vektor I , das sie zunächst aufmerksam durchlesen sollen.

Im Anschluss folgt nun das Experiment, welches zeigt, dass die Anfangsgeschwindigkeit trotz der Vermittlung der Zusatzgeschwindigkeit erhalten bleibt. Hierzu werden zwei sich parallel mit gleicher Geschwindigkeit bewegende Kugeln betrachtet, wobei nur eine die senkrecht orientierte Zusatzgeschwindigkeit erhält. Da die Kugeln sich treffen, ist gezeigt, dass die Anfangsgeschwindigkeit erhalten bleibt.

Das Experiment muss gut vorbereitet sein. Der Kraftstoß muss genau orthogonal erfolgen und die Kugeln müssen sich absolut parallel und mit gleicher Geschwindigkeit bewegen. Zwei Laufrinnen mit gleicher Neigung bringen die Kugeln auf gleiche Geschwindigkeit.

Die zusätzliche Verwendung der Papppfeile sorgt noch für mehr Anschauung.

Eine sehr kontextnahe Alternative zu den Kugeln bieten die Luftkissenbälle der Firma pearl . Mit diesen kann sowohl das Tore-Schießen, als auch der Parallelversuch durchgeführt werden. Siehe unten stehende Abbildungen.

Um mit den Luftkissenbällen geeignet experimentieren zu können, wurden eigens dafür Holzschläger in T-Form gebastelt (vgl. linke Abbildung). Eine zusätzliche Holzlatte hilft, beim Parallelenversuch die Bälle vor dem Startstoß etwas zu fixieren, da sie sonst aufgrund des Luftkissens nicht in Ruhe bleiben (vgl. rechte Abbildung).

Im Anschluss an diese Phase folgt dann der Lehrervortrag zur vektoriellen Addition von Geschwindigkeiten als Powerpoint-Präsentation. Hier ist darauf zu achten, dass die letzte Folienseite noch nicht gezeigt wird. Dies kommt in der nächsten Stunde.

Die Schüler erhalten als Handout eine DIN A4 Seite mit zwei Folien (Folien 2 und 5).

Am Arbeitsblatt 2 Geschwindigkeit als Vektor II folgt der Nachweis der Gültigkeit der vektoriellen Addition. Dies kann am Ende der Unterrichtsstunde und als Hausaufgabe bearbeitet werden. Den Schülern kann die Lösung bereits auf die Rückseite kopiert werden oder in der Folgestunde als Folie aufgelegt werden.

Methodisch-didaktische Hinweise:

Insgesamt orientiert sich dieser Zugang an dem Mechanik-Band 5 Kraft und Geschwindigkeitsänderung von Prof. Wiesner (Aulis-Verlag).

Der kontextbezogene Zugang über Fußball wird das Interesse der Schüler wecken. Vor allem beim Nachstellen im Experiment wird die Bereitschaft groß sein, den Schützen beim Tore schießen zu geben.

Beim Torschießen soll zunächst die Einschränkung gelten, dass der Stoß nur senkrecht zur ursprünglichen Richtung durchgeführt werden kann (hier kann der Hinweis erfolgen, dass wir dies zur Erkenntnisgewinnung zuerst so belassen müssen).

Wenngleich zunächst die Addition von Geschwindigkeiten im Vordergrund steht, so zeigt das Experiment auch deutlich, dass die Zusatzgeschwindigkeit nur durch eine Wechselwirkung mit etwas anderem (hier das Stoßen mit dem Holzklotz) zustande kommt. Unmittelbar einleuchtend wird von Anfang an, dass die Einwirkungsrichtung und die Richtung der Zusatzgeschwindigkeit gleich sind.

Durch den gewählten Zugang muss die Problematik des betrachteten Bezugssystems beim Überlagern von Bewegungen nicht behandelt werden. Selbst bei der klassischen Flussaufgabe , die später kommt, muss darauf nicht zwingend eingegangen werden.

 

Weiter mit Stunde 2-3