Mathematik: Unterrichtsmaterial für die Sekundarstufen

Im Gegensatz zum normalen Schuss auf das Tor besteht bei einem Elfmeter die Besonderheit, dass sich der Strafstoßpunkt genau 11m mittig vor dem Tor befindet. Mit dieser Angabe lässt sich, zusammen mit den bekannten Abmessungen des Tores, der vorhandene maximale Schusswinkel berechnen. Mit weiteren Größen wie der Fläche, die ein Torwart aufgrund seiner Größe vom Tor abdecken kann, der Reaktionszeit des Torwarts und der Ballgeschwindigkeit kann man schlussfolgern, welche Chance der Torwart hat, einen Elfmeter zu halten und welche Reaktionsmöglichkeiten er hat.

In dieser Sequenz erfährt Lena, wie wichtig Winkel beim Fußball sind. Zum Beispiel beim Torschuss. Hier kommt es darauf an, dass der Winkelbereich, den der Torschütze zur Verfügung hat, genutzt werden kann. Das aber versucht der gegnerische Torwart zu verhindern, indem er dem Schützen entgegen läuft und so den optimalen Torschusswinkel beeinflusst.

Diese Filmsequenz beschreibt die Umrechnung von Einheiten. Motiviert wird dies dadurch, dass die Engländer, die das Fußballspiel in Europa verbreiteten, die Fußballregeln sowie die Spielfeldabmessungen festlegten. Da im anglo-amerikanischen Raum andere Längeneinheiten verwendet werden (Yard, Inch, Fuß), ergibt sich daraus die Notwendigkeit, die einzelnen Längen umzurechnen. Mit den erhaltenen Spielfeldmaßen wird anschließend noch die Spielfeldfläche berechnet. Weiterhin wird mit den Maßen des Tores dessen Fläche berechnet.

Bei Fußballspielern spielt die Schnelligkeit eine wichtige Rolle. Daher trainiert die Protagonistin Lena zusammen mit ihrem digitalen Fußballcoach "Captain Goal" das Laufen. Die Laufzeiten ihrer einzelnen Trainingstage werden in einem Diagramm graphisch dargestellt. Aus den vorhandenen Daten wird eine Trendlinie entwickelt, um den Trainingserfolg auch quantitativ darstellen zu können. Diese Daten helfen dem Trainer bei der Spielerauswahl und bei der Entwicklung geeigneter Spielstrategien.

Die optimale Spielerzahl von 20 Feldspielern lässt sich mathematisch begründen. Hierzu muss zunächst der Aktionsradius eines Spielers bestimmt werden. Kennt man die Kreisfläche, die ein Spieler potenziell abdecken kann, lässt sich errechnen, wie viele Spieler bei der bekannten Spielfeldgröße optimal platziert werden können, ohne dass es zu ständigen gegenseitigen Störungen kommt oder zu wenig Spieler für ein spannendes Spiel auf dem Feld sind.

Jeder Fußballspieler hat eine feste Position auf dem Spielfeld. Wo das genau ist, kann man mittels eines Koordinatensystems herausfinden. Es wird veranschaulicht, wie wichtig ein Koordinatensystem für Fußballtaktiken ist.

Der Kurzfilm erläutert die Volumenberechnung eines Kegels.

In den Filmsequenzen wird der Begriff "Rechteck" definiert und die Berechnung seiner Fläche dargestellt.

Diese Filmsequenz bietet eine Begriffsklärung. Zudem werden zwei identische Dreiecke zur Bestimmung der Dreiecksfläche zu einem Parallelogramm zusammengefügt.

Ausgehend von Prozentzahlen werden Zähler und Nenner der zugehörigen Brüche durcheinander dividiert. Die dazu erforderliche schrittweise Verschiebung des Kommas wird im Film spielerisch veranschaulicht.

Der Kurzfilm befasst sich mit der Berechnung des Oberflächeninhalts des Prismas.