Die gleich­för­mi­ge Kreis­be­we­gung

Die Schüler/-innen kennen die Phänomene, die bei der gleichförmigen Kreisbewegung auftreten. Sie verstehen, dass die Bahngeschwindigkeit vom Bahnradius abhängt, die Winkelgeschwindigkeit jedoch für die gesamte, rotierende Anordnung gleich ist. Die Wirkungsweise der Zentrifugalkraft als nach außen gerichtete Scheinkraft haben sie verinnerlicht. Sie können sich ihre mathematische Definition aus Messungen mit einem rotierenden Dreharm erarbeiten. Die Zentripetalkraft als entgegengesetzte, physikalisch reale Kraft erkennen sie als notwendige Kraft, um einen Körper auf einer Kreisbahn zu halten.

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    40:33 min
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    3 Aufgabenblöcke
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    4 Arbeitsblätter
1. Aktivierung von Vorwissen
‌Video - 03:18 min
Phänomen der Kreisbewegung im Alltag
Gravitationskraft als Ursache der Kreisbewegung
Die Kraft als allgemeine Notwendigkeit von Kreisbewegungen
Zusammenhang zu Newtonschen Axiomen
2. Einführung
‌Video - 03:53 min
Einführende Experimente mit selbst gebastelter Drehscheibe
Demonstration der Abhängigkeit der Geschwindigkeit und der wirkenden Kräfte vom Abstand zum Mittelpunkt der Drehbewegung
3. Verständnis­sicherung
‌Aufgaben - 05:00 min
Aufgaben rund um die Kreisbewegung
4. Erarbeitung
‌Video - 06:48 min
Einführung und Definition der Bahn- und Winkelgeschwindigkeit
Mathematischer Zusammenhang zwischen Bahn- und Winkelgeschwindigkeit
Messung der Zentrifugalkraft
Herleitung des proportionalen Zusammenhangs zwischen Zentrifugalkraft und (Bahn-)Radius
5. Üben und Anwenden
‌Aufgaben - 05:00 min
Aufgaben zu Bahn- und Winkelgeschwindigkeit
6. Vertiefung
‌Video - 04:44 min
Messung der Zentrifugalkraft
Herleitung des proportionalen Zusammenhangs zwischen Zentrifugalkraft und Winkelgeschwindigkeit zum Quadrat aus Diagramm mit Ausgleichsgerade
Herleitung der Formel für die Zentrifugalkraft
7. Ergebnis­sicherung
‌Video - 03:48 min
Definition und Zusammenhang von Bahn- und Winkelgeschwindigkeit
Merkmal einer gleichförmigen Kreisbewegung
Wirkungsrichtung und mathematische Definition der Zentrifugalkraft
Zentripetalkraft als entgegengesetzte, betragsmäßig gleich große Kraft
Unterschied zwischen physikalisch realer Kraft und Scheinkraft
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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