Thema „Waagerechter Wurf und Freier Fall“
Erster Aspekt – Wissensbasis
Vorangegangen: Masse und Gewichtskraft, Geschwindigkeit und Beschleunigung
Nachfolgend: Schräger Wurf
Aktuelle Aufgabe: Die fachliche Basis zum Thema anlegen
- Experimente mit dem Wasserschlauch / Einschätzung von Reichweite des Wasserstrahls in Abhängigkeit vom Wasserdruck / Fragen nach den Kräften, die den Wasserstrahl beeinflussen
- Gedankenexperiment: Trennen der Kräfte – Wie bewegt sich das Wasser weiter ohne seine Gewichtskraft? Wie würde es sich bewegen ohne den durch den Wasserdruck gesetzten Impuls? (Freier Fall)
- Präzisierung in der Simulation (z.B. https://www.leifiphysik.de/mechanik/waagerechter-und-schraeger-wurf/grundwissen/waagerechter-wurf)
- Aus der Simulation die Fallkomponente/Freier Fall herausgreifen (z.B. https://www.leifiphysik.de/mechanik/freier-fall-senkrechter-wurf/grundwissen/freier-fall)
- Erarbeitung der Bewegungsgesetze (Formeln)
Zweiter Aspekt – Verknüpfungen
Aktuelle Aufgabe: Verknüpfungen zwischen dem Thema und weiteren physikalischen Themen und/oder exemplarischen Phänomenen finden und ausführen
- Beschleunigungen von Körpern mit und ohne Anfangsgeschwindigkeit, in allen Richtungen, auf der schiefen Ebene – unter den einwirkenden Kräften ist immer der Fall zum Erdmittelpunkt
- Gleichgewicht der Kräfte – Fall mit Luftwiderstand, Umlaufbahnen
- Beziehungen: träge Masse – schwere Masse – Gewichtskraft
- Äquivalenzprinzip/Allgemeine Relativitätstheorie/Überprüfungen des Prinzips (Satellitenmission MICROSCOPE https://www.weltderphysik.de/gebiet/universum/aequivalenzprinzip-microscope-ein-wunder-der-physik/ )
- Phänomene aus Technik, Sport, Astronomie und Biologie
Dritter Aspekt – Genese und und Anwendung
Aktuelle Aufgabe: Die Etappen der wissenschaftlichen Entwicklung des Themas erschließen, Wissen aus dem thematischen Zusammenhang anwenden
- Genese der Theorie des Freien Falls (z.B. https://www.cosmos-indirekt.de/Physik-Schule/Freier_Fall oder z.B. https://www.leifiphysik.de/mechanik/freier-fall-senkrechter-wurf/geschichte/galileis-untersuchung-des-freien-falls)
- Anwendung: Modelle der Schwerelosigkeit/Gegenkraftlosigkeit erfinden, begründen und an Beispielen berechnen (z.B.https://www.cosmos-indirekt.de/Physik-Schule/Schwerelosigkeit)
- Fallbeschleunigung auf dem Mond (z.B. https://www.leifiphysik.de/mechanik/freier-fall-senkrechter-wurf/versuche/fallbeschleunigung-auf-dem-mond)
- Experiment „Gewicht an Gummi“ (https://www.leifiphysik.de/mechanik/freier-fall-senkrechter-wurf/versuche/freier-fall-heimexperimente)
Vierter Aspekt –Beziehung zur Identität der Schüler*innen
Aktuelle Aufgabe: Aus der Lebenswelt der Schüler*innen Themen begründen, die zur Identitätsfindung beitragen
- Beispiele aus Sport und Technik, z.B. Berechnungen der optimalen Wurfbahn beim Weitwurf, Antriebstechnik, Biologische Forschung unter Bedingungen der Schwerelosigkeit
- Abwurf aus Flugzeug von Hilfspaketen über Katastrophengebiet
- Berechnung der Gegenkräfte der Gravitation für die Gezeiten
- Berechnung der Zugkraft beim Absturz eines Bergsteigers (Sicherung einer angeseilten Mannschaft)
- Entdeckung und Bestätigung persönlicher Interessen und Begabungen, gegebenenfalls Excellence-Leistungen in Absprache mit Lehrkraft
