Po­ten­zi­el­le und ki­ne­ti­sche En­er­gie

Die Schüler/-innen wissen, dass die potenzielle Energie eines angehobenen Körpers gleich dem Produkt seiner Gewichtskraft und der Höhe ist. Mit dem Energieerhaltungssatz verstehen sie, dass beim freien Fall die maximale potenzielle Energie gleich der kinetischen Energie auf Höhe des Nullniveaus sein muss. Mit Hilfe dieses Zusammenhangs können sie in einem Versuch zum freien Fall die kinetische Energie in Abhängigkeit der Geschwindigkeit untersuchen. Aus der graphischen Auswertung können sie den mathematischen Zusammenhang der beiden Größen ermitteln. Vertiefend verstehen sie auch, wie man ausgehend von den Bewegungsgesetzen der gleichmäßig beschleunigten Bewegung die Formel der kinetischen Energie herleiten kann. Damit können sie die kinetische Energie eines bewegten Körpers berechnen.

  • 40:47 min
  • 3 Aufgabenblöcke
  • 4 Arbeitsblätter
1. Aktivierung von Vorwissen
Video - 02:48 min
Freihandversuche zur Bewegungsenergie mit einem Fußball und einem Basketball
Wiederholung: Lageenergie und Energieerhaltungssatz
2. Einführung
Video - 04:11 min
Demonstration des Energieerhaltungssatzes am Beispiel des freien Falls
Herausarbeitung des Zusammenhangs: Die maximale potenzielle Energie entspricht der maximalen kinetischen Energie
3. Verständnis­sicherung
Aufgaben - 05:00 min
Aufgaben rund um die kinetische Energie und den Energieerhaltungssatz
4. Erarbeitung
Video - 07:14 min
Messung der Geschwindigkeit auf Nullniveau in Abhängigkeit der Starthöhe beim Freien Fall
Ermittlung der kinetischen Energie aus der potenziellen Energie am Startpunkt
Darstellung der Abhängigkeit der kinetischen Energie von der Geschwindigkeit
proportionaler Zusammenhang zwischen der kinetischen Energie und der Geschwindigkeit zum Quadrat
Hälfte der Masse als Proportionalitätsfaktor
5. Üben und Anwenden
Aufgaben - 05:00 min
Aufgaben rund um kinetische und potenzielle Energie beim Freien Fall
6. Vertiefung
Video - 05:27 min
Herleitung der kinetischen Energie durch Betrachtung der gleichmäßig beschleunigten
Bewegung des freien Falls
Berechnung der kinetischen Energie eines Fußballs beim Torschuss
7. Ergebnis­sicherung
Video - 03:05 min
Potenzielle und kinetische Energie
Energieerhaltungssatz
Experiment zum freien Fall
Proportionalität zwischen der kinetischen Energie und der Geschwindigkeit zum Quadrat
Herleitung der Formel der kinetischen Energie
Kinetische Energie eines Fußballs beim Torschuss
8. Abschlusstest
Abschlusstest - 08:00 min
Anwendungs- und Transferaufgaben

Schülermaterial (2)

  • Abschlusstest (PDF)
  • Arbeitsblatt (PDF)

Lehrermaterial mit Lösungen (2)

  • Abschlusstest (PDF)
  • Arbeitsblatt (PDF)

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