Gerhard Jenders
02.04.2009

Messreihen zur Zentralkraft - Mobiltelefone als Messgeräte

Mithilfe von Mobiltelefonen können Schülerinnen und Schüler ohne weitere Messgeräte sehr einfach hinreichend genaue Werte gewinnen, mit denen die Formel für die Zentralkraft begründet werden kann.
 

Mobiltelefone sind heute ständige Begleiter fast aller Schülerinnen und Schüler. Häufig ist ihre Benutzung in der Schule wegen der Gefahr des Missbrauchs (meist Verstoß gegen das Recht am eigenen Bild) eingeschränkt oder verboten. Im Physikunterricht jedoch können die Stoppuhr und die Foto- und Videofunktionen der Mobiltelefone sehr nützlich sein. Mit dem hier vorgestellten Verfahren, das auf dem Schulhof oder an einem beliebigen Ort durchgeführt werden kann, lassen sich Versuche und Messungen zur Zentralkraft problemlos auch als Heimversuche durchführen. Konflikte mit der Schulordnung werden so ausgeschlossen.

Kompetenzen

Die Schülerinnen und Schüler sollen

  • die Anwendung der Winkelfunktionen bei der Kräftezerlegung kennen lernen oder wiederholen.
  • erfahren, wie einer Messreihe eine mathematische Funktion angepasst werden kann.
  • die Formel zur Beschreibung der Zentralkraft aus Messwerten begründen.

Kurzinformation zum Unterrichtsmaterial

ThemaMessreihen zur Zentralkraft - Mobiltelefone als Messgeräte
AutorGerhard Jenders
FachPhysik
ZielgruppeKlasse 10, Jahrgangsstufe 11
Zeitraum1-3 Stunden (je nachdem, ob Aufnahme und Auswertung der Messwerte im Unterricht oder als Hausaufgabe erledigt werden sollen)
Technische VoraussetzungenMobiltelefon mit Foto- und/oder Videofunktion; zur Auswertung: Internetbrowser, Java Runtime Environment (kostenloser Download)

Didaktisch-methodischer Kommentar

Messtechnik jenseits der Alltagswelt
Zur Begründung der Formel zur Beschreibung der Zentralkraft stehen in den Physik-Sammlungen diverse Geräte zur Verfügung. Ihr Einsatz verlangt jedoch meist einen beträchtlichen Aufwand, wenn man zu genauen Ergebnissen kommen will. Doch selbst wenn die erzielten Messergebnisse die Formel, die natürlich auch theoretisch hergeleitet werden kann, bestätigen, so bleibt das Messverfahren von der Alltagswelt der Schülerinnen und Schüler doch weit entfernt. Der Schlüsselsatz eines Schülers hierzu lautete: "Dass das hier im Physikraum stimmt, glaube ich ja - aber in Wirklichkeit?"

"Was hat mein Handy drauf?"
Beim Einsatz von Apparaten, die dazu gemacht sind, im Unterricht physikalische Formeln zu bestätigen, kommt bei den Lernenden schwerlich Freude über ein gelungenes Experiment auf. Wenn hingegen mit einem Gerät aus dem Alltag die Formel auf dem Schulhof (oder an irgendeinem anderen Ort) erarbeitet wird, dann hat das Ergebnis nicht nur einen Platz in der Formelsammlung, sondern auch in der Erlebniswelt der Lernenden. Das Mobiltelefon ist für viele Jugendliche heute nicht nur ein Gebrauchsgegenstand, sondern zugleich ein Identifikations- und Statussymbol. Der Einsatz des Handys im Unterricht ermöglicht ihnen zu zeigen, was sie und ihr Telefon "drauf haben".

  • Messverfahren und Auswertung
    Versuchsdurchführung und Messverfahren werden kurz beschrieben. Grafiken veranschaulichen die Auswertung der mit dem Mobiltelefon gemachten Fotos oder Videos.

Download

zentralkraft_messreihen_mit_dem_handy.zip
 

Internetadresse

Informationen zum Autor

Gerhard Jenders unterrichtet an der Gesamtschule in Waldbröl (Nordrhein-Westfalen) die Fächer Physik und Mathematik. Java-Applets des Autors zu verschiedenen Themen sowie eine Präsentation zur Lorentz-Kraft als einer relativistischen Folge der elektrischen Kraft finden Sie auf der Seite Physik-Applets für die Schule.

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