2.1.2 Gleichförmige und beschleunigte Bewegungen durch Messung erfassen, fachsprachlich beschreiben und in Diagrammen und formal darstellen
Unterrichtsmaterial zum Lernziel: Die Maturandinnen und Maturanden können gleichförmige und beschleunigte Bewegungen durch Messung erfassen, fachsprachlich beschreiben und in Diagrammen und formal darstellen.
⚠ Neu versucht die KI ungefähr das Niveau zu ermitteln. Bitte helfen Sie, indem Sie die Gewichtung der Kriterien mitbewerten! Generelles Feedback gern an marc@eduskript.org.
Interaktive Simulation: Bewegung mit Positions-, Geschwindigkeits- und Beschleunigungspfeilen steuern
Eine interaktive Physiksimulation, in der ein rotes Teilchen über einstellbare Vektorpfeile gesteuert werden kann: durch Verändern der Pfeile für Position, Geschwindigkeit und Beschleunigung entdecken die Lernenden die Zusammenhänge zwischen diesen Grössen. Abgerundet wird die Erkundung durch eine Herausforderungsaufgabe, bei der das Teilchen ohne Wandberührung durch ein Labyrinth manövriert werden muss. Anleitung und Steuerung sind auf Deutsch.
Adrenalin-Jump über die Beikbach-Klamm – Waagerechter Wurf
Aufgabensammlung mit vollständigen Lösungen zum waagerechten Wurf, eingebettet in eine augenzwinkernde Rahmenstory über einen Mountainbike-Sprung über eine Klamm. Die Aufgaben decken Wurfzeit, Absprunggeschwindigkeit, Bahnkurve, Auftreffgeschwindigkeit und Auftreffwinkel ab; die Lösungen sind sorgfältig, schrittweise und mit Kontrollergebnissen aufgebaut.
Simulation Loopingbahn (Zentripetalkraft)
Interaktive HTML5-Simulation (von Walter Fendt) zu einer Looping-Achterbahn mit rollender Kugel. Schüler:innen variieren Kreisradius, Ausgangshöhe, Fallbeschleunigung und Masse und beobachten in Zeitlupe, ob die Kugel schwingt, abhebt oder den Überschlag schafft, wobei Geschwindigkeits- und Kraftvektoren einblendbar sind. Die drei Fallunterscheidungen zur nötigen Mindesthöhe werden qualitativ erklärt, Reibung und Kugelrotation werden vernachlässigt.
Simulation: Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit (Auto mit Lichtschranken)
Interaktive HTML5-Simulation von Walter Fendt, in der ein Auto mit einstellbarer Anfangsposition und Geschwindigkeit (auch negativ) bewegt wird. Lichtschranken und Digitaluhren erlauben Zeitmessungen, und s-t- sowie v-t-Diagramme werden live dargestellt. Zwei konkrete Aufgaben zum Ablesen aus dem Diagramm und zur Strecken-Zeit-Messung runden das Werkzeug ab.
Bahngeschwindigkeit und Winkelgeschwindigkeit bei Kreisbewegungen
Ein interaktives Lernmaterial, das mit zwei Denkanstößen (Animationen) das Problem einführt, dass Geschwindigkeit bei Kreisbewegungen zweideutig ist, und dann Bahngeschwindigkeit und Winkelgeschwindigkeit sauber definiert. Der Zusammenhang v = ω·r wird anschaulich über das Verstellen von Parametern in einer Animation erkundet und die Winkelangabe im Bogenmaß ergänzt.
Simulation: Bewegung mit konstanter Beschleunigung
Ein interaktives Simulationswerkzeug, in dem ein Auto mit einstellbarer Anfangsposition, Anfangsgeschwindigkeit und Beschleunigung bewegt wird. Zeitmessung an verschiebbaren Lichtschranken sowie Live-Diagramme für x(t), v(t) und a(t) machen die Kinematik mit konstanter Beschleunigung erkundbar. Die Vektordarstellung für Geschwindigkeit und Beschleunigung unterstützt das intuitive Verständnis der Bewegungsgrössen.
Skript S2: Vertiefungen zur Dynamik — schiefer Wurf, Reibung, Impuls und Stoss
Umfassendes, aktivierendes Arbeitsskript zum Vertiefen der Mechanik: schiefer Wurf mit Herleitung der Formeln, Bewegung mit Reibung (Haft-, Gleit-, Luftwiderstand, Papierkegel-Experimente mit Messunsicherheiten) sowie Impuls, Kraftstoss und Stossprobleme mit Impuls- und Energieerhaltung. Enthält zahlreiche reale Kontextaufgaben (Basketball, Parabelflug, Curling, Fallschirm), Messaufgaben und Lösungen.
Skript G2: (Fast) überall sind Kräfte im Spiel!
Umfangreiches, sorgfältig aufgebautes Physik-Skript für das zweite Gymnasialjahr zu Trägheitssatz, beschleunigten Bewegungen und Kräften. Es arbeitet mit historischen Dialogen (Aristoteles, Galilei, Newton), vielen Alltagsbeispielen, geleiteten Übungen, Videoanalysen und Lösungen. Didaktisch lebendig mit aktivierendem Aufbau, wobei das vorliegende Fragment nur bis Kapitel 2 reicht.
Simulation: Gleichförmige Bewegung mit Lichtschranken und Diagrammen
Interaktive Simulation eines Autos mit konstanter Geschwindigkeit: Anfangsposition und Geschwindigkeit sind einstellbar, verschiebbare Lichtschranken mit digitalen Stoppuhren messen Zeiten, und Live-Diagramme zeigen x(t) und v(t). Geeignet, um gleichförmige Bewegung und die Entstehung von s-t- und v-t-Diagrammen erkundend zu verstehen.
Gefährliches Überholmanöver auf der Landstrasse
Eine situative Physikaufgabe zum Überholen mit entgegenkommendem Fahrzeug: Lernende prüfen rechnerisch (Relativgeschwindigkeit, Überholzeit) und grafisch im t-s-Diagramm, ob eine Kollision droht. Die Aufgabe ist realitätsnah und spannend, es gibt eine ausgearbeitete Musterlösung, aber kaum eigenständige Anschlussaufgaben.
Looping-Achterbahn-Simulation
Interaktive Simulation einer rollenden Kugel auf einer Looping-Kreisbahn mit einstellbaren Parametern (Radius, Ausgangshöhe, g, Masse), Darstellung von Geschwindigkeits- und Kraftvektoren sowie Zeitmessung. Sie unterscheidet drei charakteristische Fälle (Schwingung, Abheben, gelungener Überschlag) und erklärt die physikalische Grenzhöhe von 2,5·R qualitativ.
Wasser und Luft in Bewegung: Ausflussgeschwindigkeit und Luftwiderstandskraft
Praktikumsskript für das Schwerpunktfach Physik mit zwei Experimentiersträngen: der Entleerung gelochter PET-Flaschen (inkl. Zwei-Flaschen-Modell als Hochwasser-Simulation) und der Fallbewegung von Papierkegeln in Luft. Die Lernenden messen selbst, werten Daten in Diagrammen aus, entwickeln die Formel für die Luftwiderstandskraft und bauen mit Vensim eigene Simulationsmodelle. Zahlreiche anspruchsvolle Aufgaben ohne Musterlösungen.
Praktikum GYM4 (PAM): Fliessprozesse modellieren
Praktikumsanleitung zur Modellierung hydrologischer Fliessprozesse: Entleerungsfunktionen von Gefässen werden mit Drucksensor und LoggerPro gemessen, mit der Simulationssoftware Vensim modelliert und schliesslich für ein 2-Gefässe-System vorhergesagt und validiert. Der Auftrag verbindet Experiment, Datenanalyse und Systemmodellierung zu einem durchgängigen forschenden Lernzyklus mit Versuchsbericht.
Zeichnen mit dem Gartenschlauch
Eine spielerische physikalische Mini-Studie zur Frage, wie man mit einem geschickter bewegten Gartenschlauch Figuren (Linie, Kreis) gleichzeitig aus Wasser in der Luft 'zeichnen' kann. Ausgehend vom schiefen Wurf werden Wurfparabeln, Flugzeiten und Abschusswinkel formal analysiert, mit Diagrammen zu Direkt- und Bogenschuss.
Skript GF3: (Fast) überall sind Kräfte im Spiel – Kinematik und Dynamik
Umfangreiches, sorgfältig aufgebautes Unterrichtsskript zur Kinematik und Dynamik für das Grundlagenfach Physik am Gymnasium Kirchenfeld Bern. Historische Zugänge (Aristoteles, Galilei, Newton), vielfältige Aufgaben mit Lösungen und Zusammenfassung decken den Trägheitssatz, beschleunigte Bewegungen und Kräfte ab.
Wasser und Luft, Teil 2: Wasser und Luft in Bewegung – Ausflussgeschwindigkeit, Form des Wasserstrahls
Praxisorientiertes SF-Skript mit geführten Experimenten zur Entleerung von PET-Flaschen, datenbasierter Bestimmung des Ausflussverhaltens und Simulation mit Vensim. Darauf aufbauend wird der schiefe Wurf (Wasserstrahl, Basketball, Kugelstossen) experimentell und rechnerisch erarbeitet. Enthält viele gestufte Aufgaben mit Anwendungsbezug (z.B. Hochwassersimulation), aber keine ausgearbeiteten Lösungen.
Simulation: Fahrbahn mit konstanter Beschleunigung
Ein interaktiver Simulator für die Bewegung mit konstanter Beschleunigung auf einer Luftkissen- bzw. Rollenfahrbahn. Lernende variieren Massen und Reibung, messen Zeit-Weg-Werte mit Lichtschranke und Stoppuhr, tragen Messreihen in ein Diagramm ein und prüfen sie gegen die newtonsche Formel. Damit können Messreihen systematisch aufgenommen und ausgewertet werden wie im realen Experiment.
Auto mit konstanter Beschleunigung – interaktive Simulation
HTML5-Simulation, in der ein Auto mit einstellbarer Anfangsposition, Anfangsgeschwindigkeit und Beschleunigung fährt. Vektoren, Lichtschranken mit Zeitmessung und drei Live-Diagramme (vermutlich s-t, v-t, a-t) machen die Kinematik gleichförmig beschleunigter Bewegung direkt erfahrbar. Formeln liegen in einem mathematischen Anhang.
Swinging Atwood Machine — Lagrange-Formalismus und Chaos
Ein kritisches Unterrichtsmaterial (vom Physik-Olympiade-Team Schweiz, Fassung 1.2) zur Bestimmung der kritischen Masse bei der schwingenden Atwood-Maschine. Es bietet einen übergreifenden Lösungsweg inkl. reduzierter Physik, Diskussion der im Physik-Olympiade-Sammelheft publizierten Werte und deutet Grenzen der Modellierung an.
Schiefer Wurf: Wässern mit dem Wasserschlauch (Aufgaben mit Lösungen)
Eine Wasserwurf-Aufgabe, bei der ein Gärtner ein Beet mit einem Schlauch wässert: Für fünf Teilaufgaben werden Bahnkurve, Wurfzeit, Anfangshöhe, Auftreffgeschwindigkeit und Auftreffwinkel vollständig und schrittweise hergeleitet. Die Ausarbeitung enthält mit Kontrollergebnissen und vollständigen Lösungen ein hohes Mass an Selbstkontrolle, bleibt aber didaktisch eher klassisch-formal.
Wurf senkrecht nach oben ohne Anfangshöhe – Bewegungsgesetze und berechnungen
Interaktive Lerneinheit zum senkrechten Wurf nach oben mit Animation, Bewegungsgesetzen und Schritt-für-Schritt-Herleitungen von Steigzeit, Wurfhöhe und Wurfzeit. Enthält Rechenaufgaben zur Anwendung der Formeln sowie eine Herleitung des Ort-Geschwindigkeit-Gesetzes mit höherem mathematischem Anspruch. Die Rechenwege werden didaktisch sauber aufgebaut dargestellt.
Drei Kugeln im Rennen: Pendel, schiefe Ebene und freier Fall
Diese Aufgabe lässt die Lernenden vergleichen, wann drei Kugeln (Pendel, Fahrbahn, freier Fall) nach dem Loslassen am Boden ankommen — intuitiv vermuten viele eine Gleichzeitigkeit, was durch den Energiesatz widerlegt wird. Musterlösung mit qualitativer Kräfteargumentation und quantitativer Berechnung aller drei Fallzeiten. Basierend auf Experiment-Idee von Toni Thanner (FWU-Filmbilder).
Wahrheit oder Lokführer-Latein? Die Lokomotive BR 101 als beschleunigtes Bezugssystem
Eine anspruchsvolle Physikaufgabe rund um eine amüsante Anekdote über die Elektrolokomotive Baureihe 101: In mehreren Teilschritten werden Beschleunigung, Leistung und Energiebilanz berechnet und die Behauptungen des Lokführers physikalisch geprüft. Mit ausführlicher Musterlösung inklusive Teilchenbewegung im beschleunigten Bezugssystem und Bahnkurvenbestimmung.
Beschleunigung von Protonen am LHC
Mehrschrittige Kinematik-Aufgabe zur gleichmässig beschleunigten Bewegung am Beispiel der Beschleunigungsstrecken des LHC (Protonenquelle, RFQ, LINAC 2, PSB). Die Schüler:innen berechnen Geschwindigkeiten, Beschleunigungen, Zeiten und Strecken inklusive Einheitenumrechnung; ausführliche Musterlösungen mit Formeln und Zwischenschritten sind enthalten.
Elfmeter halten – Rechnung mit Reaktionszeit und Sprunggeschwindigkeit
Ein Aufgabenblatt zum Elfmeter, das mit v = s/t und Einheitenumrechnungen abschätzt, wie schnell ein Torwart springen müsste, um den Ball zu halten. Der Kontext Fussball ist alltagsnah und motivierend, die Aufgaben sind aber reine Ein- bis Zweischritt-Rechnungen. Lösungen sind vollständig und sauber mit gültigen Ziffern angegeben.
Autofahrt in der Stadt: Geschwindigkeit und Weg aus Diagrammen
Ein interaktives Animationsmaterial zeigt eine Autofahrt über Tachometer, Kilometerzähler und Stoppuhr. Die Aufgaben verlangen das Skizzieren von t-v- und t-x-Diagrammen, das Umrechnen von Geschwindigkeiten sowie qualitative Näherungsverfahren für Weg und Momentangeschwindigkeit inklusive Lösungen.
Milchshake-Simulation: Gleitreibung und Bremsweg
Eine interaktive Simulation, in der Schüler:innen per Schieberegler untersuchen, wie weit ein schleudergeworfenes Glas auf verschiedenen Oberflächen rutscht, mit vielfältigen begleitenden Aufgaben. Die Aufgaben führen vom spielerischen Ausprobieren zu quantitativen Zusammenhängen (Bremsweg ∝ v², Einfluss des Reibungskoeffizienten) und verlangen Begründungen. Ein anschaulicher, alltagsnaher Einstieg ins Thema Reibung und beschleunigte Bewegung.
Simulation: Wurfbewegung beim Bogenschuss
Interaktive Simulation zum schiefen Wurf, in der Schüler:innen per Schiebereglern (Position, Entfernung, Abschussgeschwindigkeit, Winkel) die Flugbahn eines Pfeils steuern und Diagramme auswerten. Die Aufgaben führen vom spielerischen Ausprobieren (optimaler Winkel, Treffsicherheit) zur quantitativen Ablesung von Flugzeit, Geschwindigkeiten und maximaler Höhe.
Scheinbares Gewicht im Aufzug – interaktive Simulation mit Aufgaben
Interaktive Simulation einer Aufzugfahrt mit eingebauter Waage, Kraftpfeilen und v-t-Diagramm, begleitet von strukturierten Aufgaben zum Zusammenhang zwischen Beschleunigung, Normalkraft und scheinbarem Gewicht. Der alltägliche Aufzug-Einstieg und die explorative Simulation machen Newtons Axiome erlebbar. Die Aufgaben sind teilweise ohne Lösungen und Rechnungen nur angedeutet, daher leicht unter dem Spitzenband.
Fallschirmsprung mit Luftreibung – Simulation mit der Tabellenkalkulation
Material zum Fallschirmsprung mit geschwindigkeitsabhängiger Luftreibung: Die Newton'sche Strömungswiderstandskraft wird formal hergeleitet, und Schüler:innen simulieren den Sprung mit einer Tabellenkalkulation nach der Methode der kleinen Schritte. Die Aufgaben führen zur Ermittlung der Endgeschwindigkeiten mit geschlossenem und geöffnetem Schirm sowie zum Vergleich mit dem reibungsfreien Fall.
HTML5-Simulation: Kreisbewegung mit konstanter Winkelgeschwindigkeit
Interaktive Simulation (Walter Fendt, LEIFIphysik), die eine gleichförmige Kreisbewegung zeigt und Radius, Umlaufdauer und Masse einstellbar macht. Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung und Kraft werden zeitlich als Diagramm und Vektoren dargestellt, mit kurzer Erklärung der Zentripetalgrössen.
Heimversuche zu Energie und Bewegung (Knete, Pendel, Gummiband, Ball, JoJo, Münzkatapult)
Eine Sammlung von sechs einfachen Heimversuchen mit Alltagsmaterialien (Knete, Pendel, Gummibandauto, Flummi, JoJo, Münzkatapult), bei denen Schüler:innen selbst experimentieren, messen und Energieumwandlungen untersuchen. Mit konkreten Arbeitsaufträgen, Tabellen- und Diagrammaufgaben sowie einer ausführlichen Erklärung zum Münzkatapult inklusive Formeln und Fehlerbetrachtung.
Praktikum: Exponentiell oder nicht? – Messen und Analysieren von Abnahmeprozessen mit LabPro und Excel
Praktikumsanleitung für eine Messreihe mit LoggerPro/LabPro und Excel, in der Schülerinnen und Schüler sechs bis sieben verschiedene Abnahmeprozesse (Abkühlung, Ausfluss, gedämpfte Schwingung, Radon-Zerfall, Lichtintensität, Tonamplitude) auf exponentielles Verhalten prüfen. Kern ist die grafische Analyse in logarithmischer Darstellung und die Bestimmung von Halbwertszeiten mit Messfehler. Der Anhang erklärt die Exponentialfunktion, Halbwertszeit und den Log-Trick anschaulich und formal.
Looping-Achterbahn: interaktive Simulation von Kreisbahn und Kräften
Interaktive Simulation einer rollenden Kugel auf einer kreisförmigen Loopingbahn mit einstellbaren Parametern (Radius, Ausgangshöhe, g, Masse). Die Anzeige von Geschwindigkeits- und Kraftvektoren (Gewicht/Kontaktkraft bzw. Tangential-/Radialkomponenten mit Kräfteparallelogramm) macht die Zentripetalkraft im Looping physikalisch erfahrbar.
Simulation: Gleichmäßig beschleunigte und verzögerte Bewegungen in Diagrammen
Ein interaktives Simulationswerkzeug, das gleichmäßig beschleunigte und verzögerte Bewegungen als Zeit-Ort-, Zeit-Geschwindigkeits- und Zeit-Beschleunigungs-Diagramme veranschaulicht. Es erlaubt Lernenden, die Zusammenhänge zwischen den Diagrammformen experimentell-erkundend zu erforschen. Erklärender Text und Aufgaben fehlen, weshalb der Einsatz mit begleitender Fragestellung durch die Lehrperson sinnvoll ist.
Simulation Kräfte und Bewegung: Grundaufgaben
Interaktive Simulation, in der Lernende qualitativ untersuchen, wie äussere Kräfte Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung eines Objekts beeinflussen. Dazu werden Freikörperdiagramme und die Zusammenhänge zwischen Positions-, Geschwindigkeits-, Beschleunigungs- und Kraftkurven erarbeitet. Das Material besteht im Wesentlichen aus Aufgabenstellungen zur Simulation ohne Lösungen.
Simulation Freier Fall (Walter Fendt / LEIFIphysik)
Interaktive HTML5-Simulation zum freien Fall, in der Ausgangshöhe, Masse und Fallbeschleunigung variiert und die Bewegung auch in Zeitlupe betrachtet werden können. Zu fünf ausgewählten Grössen lassen sich nähere Angaben abrufen. Ein Werkzeug zum selbständigen Erkunden der Fallbewegung, jedoch ohne begleitende Erklärtexte, Aufgaben oder Lösungen.
Skript S2: Vertiefungen zur Mechanik – schiefer Wurf, Reibung, Impuls
Umfangreiches Ergänzungsskript zum Grundlagenfach-Mechanik-Skript G2 mit Kapiteln zum schiefen Wurf, zur Bewegung mit Reibung (Haft-, Gleit-, Roll- und Luftwiderstand) sowie zu Impuls und Impulserhaltung. Es verbindet kurze Theorie und Herleitungen mit vielen experimentellen Aktivitäten (Papierkegel, Luftkissenbahn, Curling-Bildserien) und alltagsnahen Aufgaben samt Lösungen und Hinweisen zu selbständigen Messprotokollen.
Zentripetalkraft: Simulationsgestütztes Experiment mit geführter Auswertung
Ein interaktives Arbeitsmaterial zur Herleitung des Zusammenhangs F = m·v²/r anhand einer Kreisbewegungs-Simulation. In drei systematischen Teilversuchen variieren die Schüler:innen Masse, Geschwindigkeit und Radius, tragen Messwerte in Diagramme auf und bestimmen schliesslich den Proportionalitätsfaktor k.
Graph Matching – Bewegung mit dem Bewegungsmesser
Experimentieranleitung zum Graph Matching: Schüler:innen nehmen mit Ultraschall-Bewegungsmesser und Logger Pro ihre eigene Bewegung auf und versuchen, vorgegebene s-t- und v-t-Graphen durch passende Bewegung nachzustellen. Einführende Fragen zur Graphenskizze sowie Auswertungsfragen zur Steigung und Fläche fördern das kinematische Konzeptverständnis.
Schlagballweitwurf – Schiefer Wurf bei den Bundesjugendspielen
Aufgabensammlung mit vollständiger Musterlösung zum schiefen Wurf: Aus einer Wurfweite von 53 m werden Anfangsgeschwindigkeit, maximale Höhe, Flugdauer und die Anfangsbeschleunigung beim Wurf berechnet. Der Alltagsbezug (Bundesjugendspielen) macht die Formel-Anwendungen greifbar; die Aufgaben sind einstufig-formal, aber sinnvoll gestaffelt.
Gurtkontrolle: Physik der Sicherheitsgurte und Airbags
Aufgabenblatt rund um einen Zeitungsartikel über eine Gurtkontrolle: Die Schüler:innen berechnen Bremsweg, Bremszeit und Verzögerung beim Autoaufprall (40g) und diskutieren die Wirkung von Sicherheitsgurt und Airbag quantitativ und qualitativ. Alle vier Teilaufgaben sind ausführlich gelöst, inklusive Rechnungsschritten und physikalisch korrekt umformulierter Zeitungsaussage.
U-Rohr mit eingeschlossener Luftmenge – Allgemeines Gasgesetz
Musterlösung einer mehrgliedrigen Aufgabe zum U-Rohr mit eingeschlossener Luftmenge: Volumen eines Zylinders, hydrostatischer Druck einer Quecksilbersäule, Allgemeines Gasgesetz zur Bestimmung der Endtemperatur. Mit ausführlichen Einheitenumrechnungen und Begründungen.
Übungsserie: Vulkanisch aktiver Jupitermond Io – Gravitation und Wurfphysik
Eine anspruchsvolle Aufgabenserie mit vollständigen, Schritt-für-Schritt-Lösungen rund um den Jupitermond Io: Fallbeschleunigung berechnen, Lavabrocken-Auswurf mit variablem Gravitationsfeld über den Energiesatz, schiefer Wurf, Krater-Variation sowie qualitative Erklärungen zu Bahngeschwindigkeit, Gezeitenverformung und der inneren Aufheizung. Der attraktive reale Kontext (Vulkanismus, Sonde Galileo) macht das eher formal rechnende Material lebendig.
Der Pfeil im Zeitlupenvideo: Beschleunigung und Flugphase
Aufgabenblatt zur Analyse einer Hochgeschwindigkeitsaufnahme eines Bogenschusses mit ausführlichen Lösungen. Die Schüler:innen bestimmen Geschwindigkeit und Beschleunigung aus Streckenabständen, erstellen t-s- und t-v-Diagramme und rechnen die Abschussgeschwindigkeit über die Energieerhaltung her. Ein offener Experimentier-Auftrag zur Dehnungskonstante rundet das Material ab.
Wo ist Apollo 11? Mondentfernung mit Funkechos bestimmen
Schülerinnen und Schüler analysieren Audiodateien des Funkverkehrs zwischen der NASA-Bodenstation und Apollo 11 aus dem Jahr 1969. Aus den Echos in der Funkübertragung bestimmen sie die Signallaufzeit und berechnen daraus die Entfernung Erde–Mond. Das Material verbindet historisches Auditorium-Material mit einer physikalischen Laufzeitmessung.
Die Zahnradmethode von Fizeau: Die erste terrestrische Messung der Lichtgeschwindigkeit
Das Material erklärt anschaulich das historische Fizeau-Experiment zur Messung der Lichtgeschwindigkeit mit einem drehenden Zahnrad und bettet es historisch ein. Eine Rechenaufgabe mit Tipp lässt die Schüler:innen die Lichtgeschwindigkeit aus den Originaldaten berechnen; Lösungen fehlen jedoch.
Fahrrad-Gangschaltung: Übersetzung und Entfaltung
Didaktisch sauber aufgebauter Text zur Kettenschaltung und Nabenschaltung am Fahrrad: Zähnezahlen, Übersetzung, Umdrehungszahlen und Entfaltung werden anschaulich mit Formeln und einer konkreten Tabelle eingeführt. Der Alltagsbezug (eigenes Fahrrad, sinnvolle Gangkombinationen, Kettenlauf) macht das Material lebendig; Rechenübungen mit Lösungen fehlen aber (nur ein externer Rechner verlinkt).
Methode der kleinen Schritte: Bewegungen numerisch berechnen
Das Material führt anschaulich in die numerische Integration von Bewegungsgleichungen über die Methode der kleinen Schritte ein, validiert die Methode an der konstant beschleunigten Bewegung und zeigt deren Umsetzung in einer Tabellenkalkulation (Excel). Mit durchgerechneten Beispielen und Schritt-für-Schritt-Anleitung zur Tabellenkalkulation werden realistischere Bewegungen (Luftreibung, Rakete) als Anwendungsgebiet erschlossen.
Freier Fall mit phyphox: Bestimmung des Zeit-Weg-Gesetzes und der Fallbeschleunigung
Experimentieranleitung mit phyphox zur Bestimmung des Zeit-Weg-Gesetzes des freien Falls. Mittels akustischer Stoppuhr werden Fallzeiten bei verschiedenen Höhen gemessen und durch doppelt-logarithmische Analyse die Potenzfunktion sowie die Fallbeschleunigung g ermittelt. Es gibt eine einfache und eine anspruchsvollere Variante mit Luftballons.