VP_12 - Entdeckung der Newton’schen Mechanik – von lebensweltlichen Erfahrungen und Kontexten sowie mit Experimenten stets kompetent zu Newton’s genial einfachen Axiomen


Leiter: Dr. Hans-Otto Carmesin
Datum: 20.11.2018
Dauer: 10:00 - 10:45 Uhr
Plätze:noch 99 Plätze frei
 
Ausgehend von ihren Erlebnissen beim Wettlauf oder Fahren entwickeln die Lernenden die Konzepte der mittleren und momentanen Geschwindigkeit sowie Beschleunigung. An anschaulichen Kontexten mit ebener oder räumlicher Bewegung entwickeln sie passende Konstruktionen und Koordinaten. Die Ursache der Beschleunigung ist die Kraft. Die Lernenden entdecken durch Aktivierung eigener Erfahrung sowie durch zielführende Kontexte und Experimente auch mit lebensweltlichen Messwerterfassungssystemen im Smartphone die Grundgleichung der Mechanik, das Aktionsprinzip, das zweite Newton’sche Axiom. An verschiedenen lebensweltlichen Kontexten, besonders am Beispiel des Curlings, entdecken die Lernenden das Trägheitsprinzip, das erste Axiom und den Zusammenhang zur Reibung. An Beispielen wie dem Tauziehen erkunden sie verschiedene Formen der Reibung. Zur Dynamik im Straßenverkehr analysieren wir alltägliche Situationen physikalisch und leiten dabei die Sicherheitsstrategien sowie die Faustregeln der Fahrschulen her. Am Beispiel des Tennisschlags entdecken die Lernenden das Wechselwirkungsprinzip, das dritte Newton’sche Axiom. Dabei entwickeln sie den Zusammenhang zum zweiten Axiom und das Konzept der Kraft als Wechselwirkung zweier Körper. Eine sanfte Progression führt uns am Kontext Auffahrunfall weiter zur Entdeckung des Impulses und des Prinzips der Impulserhaltung. Am Kontext Hammerwerfer entdecken die Lernenden die physikalischen Gesetze der Kreisbewegung, das kompetente Transformieren von Beobachterperspektiven sowie die Bewegungsabläufe bei Würfen. Die umfassende Leistungsfähigkeit der drei Axiome erleben die Lernenden beim Formel – 1 – Rennen spielerisch. Der Wettkampf wird anhand der Axiome auf Karopapier simuliert. Anschließend können die Lernenden das Differenzenverfahren in einer Tabellenkalkulation entwickeln und durchführen. Hiermit können sie die geregelte Landung der innovativen Weltraumrakete Falcon 9 simulieren und erkunden.