Der en­er­ge­ti­sche An­satz

Die Schüler/-innen verstehen, dass man mechanische Probleme sehr elegant mit Hilfe des Energieerhaltungssatzes lösen kann. Sie können den energetischen Ansatz vom Kraftansatz unterscheiden. Die Grundproblematik beim Kraftansatz im Falle einer nicht konstanten Kraft haben sie verinnerlicht und kennen den energetischen Ansatz als hilfreiche Alternative. Sie können Gleichungen für die Gesamtenergie mit potenzieller und kinetischer Energie aufstellen. Außerdem können sie die Herleitung der Geschwindigkeit in Abhängigkeit der Höhendifferenz mit Hilfe des energetischen Ansatzes nachvollziehen. Damit können sie beispielsweise Geschwindigkeiten bei einer Kugelbahn oder einem Fadenpendel ausrechnen und sie experimentell überprüfen.

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    41:12 min
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    3 Aufgabenblöcke
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    4 Arbeitsblätter
1. Aktivierung von Vorwissen
‌Video - 03:05 min
Umwandlung potentieller Energie in kinetische Energie bei einer Kugelbahn
Schräger Wurf am Ende der Kugelbahn
Wiederholung: Abhängigkeit der Wurfweite beim schrägen Wurf von der Abwurfgeschwindigkeit und dem Abwurfwinkel
2. Einführung
‌Video - 04:04 min
Der Kraftansatz und seine Grenzen bei inkonstanter Kraft am Beispiel einer Kugelbahn
Einführung des energetischen Ansatzes als elegante Alternative zum Kraftansatz
3. Verständnis­sicherung
‌Aufgaben - 05:00 min
Aufgaben rund um die Bewegung einer Kugel auf einer Kugelbahn
4. Erarbeitung
‌Video - 06:06 min
Bestimmung der Abwurfgeschwindigkeit bei einer Kugelbahn mit Hilfe des energetischen Ansatzes (Energieerhaltungssatz)
5. Üben und Anwenden
‌Aufgaben - 05:00 min
Aufgaben rund um den energetischen Ansatz
6. Vertiefung
‌Video - 06:38 min
Theoretische und experimentelle Bestimmung der Wurfweite bei der Kugelbahn
Abweichungen durch Reibungsverluste
Theoretische und experimentelle Bestimmung der Geschwindigkeit am Tiefpunkt eines Fadenpendels mit dem energetischen Ansatz
7. Ergebnis­sicherung
‌Video - 03:17 min
Kraftansatz und energetischer Ansatz
Herleitung der (Abwurf-) Geschwindigkeit mit dem energetischen Ansatz
Theoretische Bestimmung der Wurfweite
Theorie und Experiment im Vergleich bei einer Kugelbahn und einem Fadenpendel
8. Abschlusstest
‌Abschlusstest - 08:00 min
Anwendungs- und Transferaufgaben

Schülermaterial (2)

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    Abschlusstest (PDF)
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    Arbeitsblatt (PDF)

Lehrermaterial mit Lösungen (2)

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    Abschlusstest (PDF)
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    Arbeitsblatt (PDF)

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