Mechanik: Dynamik

8.   Mechanik: Dynamik <18>

Die hier beschriebene Stundenverteilung folgt im Wesentlichen dem Unterrichtsgang zur Dynamik aus dem ZPG-Material: Ausgangspunkt nach der Kinematik ist die Größe Impuls, die über „Schwung“ und „Wucht“ umgangssprachlich gefasst und dann formal eingeführt wird. Über die Betrachtung von Impulsübertragungen bzw. Stoßprozessen wird der Kraftbegriff als Impulsänderung pro Zeit dynamisch eingeführt. Das Vorgehen über den Impuls wird vom Bildungsplan nicht verlangt, wohl aber ein dynamischer Zugang zur Kraft.

Einführung Impuls <2>

(„Je-Desto“-Sätze mit Schwung und Wucht z.B. anhand Titanic-Text, Formel vermuten lassen)

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);

SuS erkennen, dass Geschwindigkeit und Masse beim Beschleunigen oder Abbremsen einen Einfluss haben.

3.2.7 (1) das Trägheitsprinzip beschreiben

3.2.7 (4) Newtons Prinzipien der Mechanik zur verbalen Beschreibung und Erklärung einfacher Situationen aus Experimenten und aus dem Alltag anwenden

3.2.7 (8) aus ihren Kenntnissen der Mechanik Regeln für sicheres Verhalten im Straßenverkehr ableiten (zum Beispiel Sicherheitsgurte)

Anwendungen <2>

(Impulserhaltungssatz / Wechselwirkungsprinzip, Trägheitssatz in der Impuls-Formulierung)

2.1.1 Phänomene und Experimente zielgerichtet beobachten und ihre Beobachtungen beschreiben;

2.2.1 zwischen alltagssprachlicher und fachsprachlicher Beschreibung unterscheiden

3.2.7 (3) das Wechselwirkungsprinzip beschreiben

Einfache Stoßprozesse , Impulserhaltung und –übertragung <2>

2.1.1 Phänomene und Experimente zielgerichtet beobachten und ihre Beobachtungen beschreiben;

Was geschieht mit dem Impuls eines Körpers mit der Zeit?

SuS beschreiben einfache Stoßprozesse mit Impulsänderungen

Sie erkennen, dass der Zusammenstoß eine Kraftwirkung (Wechselwirkung) auf beide Körper hat, die entgegengesetzt ist.

3.2.7 (2) Änderungen von Bewegungszuständen (Betrag und Richtung) als Wirkung von Kräften beschreiben

Einführung Kraftbegriff <2>

(Kraft als Änderung des Impulses innerhalb einer Zeitspanne über „Je-Desto“-Sätze einführen,
Ziel: F =Dp/Dt)

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);

Eigenschaften der Kraft <2>

(Kraftwirkungen, Kraft als gerichtete Größe mit Betrag und Angriffspunkt)

3.2.7 (6) Zusammenhang und Unterschied von Masse und Gewichtskraft erläutern ( Ortsfaktor, )

Gewichtskraft und
Ortsfaktor <2>

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);

Federkraftmesser wird als „Black-Box“ eingesetzt.

3.2.7 (5) Verformungenals Wirkung von Kräften beschreiben (zum Beispiel Gummiband, Hooke’sches Gesetz, Federkraftmesser)

Warum eignen sich Federn zur Kraftmessung? <2>

(Kraftmessung durch Verformung, Messungen an Gummiband und an Hooke’scher Schraubenfeder, sorgfältige Auswertung mit Fehlerbetrachtung und Ausgleichskurve)

2.1.3 Experimente zur Überprüfung von Hypothesen planen (unter anderem vermutete Einflussgrößen getrennt variieren);

2.1.4 Experimente durchführen und auswerten, dazu gegebenenfalls Messwerte erfassen

2.3.2 Ergebnisse von Experimenten bewerten (Messfehler, Genauigkeit);

2.3.3 Hypothesen anhand der Ergebnisse von Experimenten beurteilen;

3.2.7 (7) das Zusammenwirken von Kräften an eindimensionalen Beispielen quantitativ beschreiben ( resultierende Kraft und Kräftegleichgewicht)

Zusammenwirken
von Kräften <2>

2.2.1 zwischen alltagssprachlicher und fachsprachlicher Beschreibung unter-scheiden

3.2.7 (9) eine einfache Maschine und ihre Anwendung im Alltag und in der Technik beschreiben (zum Beispiel Hebel, Flaschenzug)

Einfache mechanische Maschinen <2>

Nicht intendiert ist eine aufwändige rechnerische Auseinandersetzung mit der Thematik