Mechanik: Kinematik

7.   Mechanik: Kinematik <10>

Der hier dargestellte Unterrichtsgang zur Kinematik stellt im Bereich der prozessbezogenen Kompetenzen die Darstellung von Bewegungen in Diagrammen stark in den Vordergrund. Durch die Behandlung von verkehrsrelevanten Aspekten der Kinematik wird die Leitperspektive Prävention und Gesundheitserziehung in den Unterricht eingebunden.

Im ZPG-Material findet sich eine Alternative zum hier dargestellten Unterrichtsgang, dort wird die Kinematik mit Langzeitbelichtungs-Aufnahmen erarbeitet.

3.2.6 (1) Bewegungen verbal … beschreiben und klassifizieren ( Zeitpunkt , Ort , Richtung , Form der Bahn, Geschwindigkeit , gleichförmige und beschleunigte Bewegung)

Bewegungen klassifizieren <2>

(verbale Beschreibung unterschiedlicher Bewegungen)

2.1.1 Phänomene und Experimente zielgerichtet beobachten und ihre Beobachtungen beschreiben;

2.2.1 zwischen alltagssprachlicher und fachsprachlicher Beschreibung unterscheiden

Wie können wir Bewegungen beschreiben?

Schülerexperimente zur genauen Beobachtung, verbalen Beschreibung und ersten Klassifikation von Bewegungen => Gewinnung von Beschreibungen wie „diese Bewegung ist beschleunigt“ oder „Diese Bewegung erfolgt mit gleich bleibender Geschwindigkeit“ etc.

3.2.6 (4) die Quotientenbildung aus Strecke und Zeitspanne bei der Berechnung der Geschwindigkeit erläutern und anwenden ( )

Bewegungen aufzeichnen <2>

(z.B. mit Metronom-Methode: Unterschiedliche Bewegungen wie Aufziehautos, gleichförmige Bewegung, Bremsvorgang etc. aufnehmen)

2.1.4 Experimente durchführen und auswerten, dazu gegebenenfalls Messwerte erfassen

2.2.5 physikalische Experimente, Ergebnisse und Erkenntnisse – auch mithilfe digitaler Medien – dokumentieren (Beschreibungen, Tabellen, Diagramme);

Welche Experimente geben uns mehr Informationen über Bewegungen?

Schülerexperimente: Messtechnische Ergänzung der bisher rein verbalen Beschreibungen zu den unterschiedlichen Bewegungen der letzten Doppelstunde

Hinweis: Videoanalyse, Langzeitbelichtung (s. ZPG-Material), Einsatz eines Ultraschallsensors mit Messwerterfassungssystem möglich

3.2.6 (1) Bewegungen … mithilfe von Diagrammen beschreiben und klassifizieren

3.2.6 (2) Bewegungsdiagramme erstellen und interpretieren ( s-t-Diagramm , Richtung der Bewegung)

Bewegungsdiagramme erstellen und interpretieren <2+1>

(Achsenbezeichnungen und –skalierung, Fehler berücksichtigen, Ausgleichskurven, besondere Betrachtung der gleichförmigen Bewegung:
s ~ t => s = const × t)

2.3.3 Hypothesen anhand der Ergebnisse von Experimenten beurteilen;

Wie werten wir die Bewegungsmessungen aus?

Schülerarbeitsauftrag zur Erstellung von s-t-Diagrammen aus den Messwerten der letzten Doppelstunde

3.2.6 (2) Bewegungsdiagramme erstellen und interpretieren ( s-t-Diagramm , Richtung der Bewegung)

Geschwindigkeit berechnen <2>

(Vorwissen aktivieren, Formalisierung sachte einführen: Vorstufe „Je-Desto“-Sätze, Formeln vermuten und begründen lassen, Zusammenhang mit s-t-Diagramm)

2.1.6 mathematische Zusammenhänge zwischen physikalischen Größen herstellen und überprüfen;

2.2.2 funktionale Zusammenhänge zwischen physikalischen Größen verbal beschreiben (zum Beispiel „je-desto“-Aussagen);

Was versteht man unter Geschwindigkeit?

Schülerarbeitsauftrag zur Erarbeitung des Zusammenhangs zwischen zurückgelegter Wegstrecke, dafür benötigter Zeitspanne und Geschwindigkeit

3.2.6 (2) Bewegungsdiagramme erstellen und interpretieren ( s-t-Diagramm , Richtung der Bewegung)

3.2.6 (3) aus ihren Kenntnissen der Mechanik Regeln für sicheres Verhalten im Straßenverkehr ableiten (zum Beispiel Reaktionszeit)

Anwendung und Vertiefung <2+2>

(Kinematik im Straßenverkehr, Diagramme laufen)

2.1.8 mathematische Umformungen zur Berechnung physikalischer Größen durchführen;

Anwendungen in Schülerarbeitsaufträgen, Lernaufgaben:

• Reaktionszeit
• Diagramme laufen mit Messwerterfassungs-
  system oder filmen und analysieren mit Tracker
• Aufgaben zu Geschwindigkeit und Bewegungen (auch mit Umformungen)