Das simulierte Gummituch - Raumkrümmung am Computer

Premium
  • Astronomie / Physik
  • Sekundarstufe II
  • 1 Stunde (je nach Vertiefung flexibel)
  • Video, Arbeitsblatt, Lernkontrolle

Die Lernenden werden schrittweise an den Begriff der Raumkrümmung herangeführt. Sie erkennen, dass die Bahnen von Himmelskörpern in Gravitationsfeldern mithilfe des Modells einer gekrümmten Fläche sehr gut dargestellt werden können.

Beschreibung der Unterrichtseinheit

Die Effekte der Raumkrümmung (Allgemeine Relativitätstheorie) lassen sich anschaulich mithilfe einer Gummimembrane demonstrieren, in deren Mitte eine schwere Kugel liegt, die die Fläche der Membrane eindellt. Eine kleine Kugel, die über diese Fläche rollt, wird durch die Mulde so beeinflusst, als würde sie von der großen Kugel angezogen werden. Solche Gummihaut-Modelle sind allerdings schwierig zu bauen. Das hier vorgestellte Computerprogramm simuliert eine solche deformierbare Fläche und ermöglicht die Darstellung der Bahnkurven einer kleinen Kugel, die über diese Fläche ?rollt?.

Den Zugriff auf die komplette Unterrichtseinheit inklusive der Downloads
erhalten alle Premium-Mitglieder.



Jetzt Premium-Mitglied werden

Vermittelte Kompetenzen

Die Schülerinnen und Schüler sollen

  • erfahren, dass sich die abstrakte Idee eines dreidimensionalen, gekrümmten Raums mithilfe eines Gummimembranen-Modells veranschaulichen lässt.
  • mithilfe der Computersimulation die didaktischen Möglichkeiten eines solchen Modells spielerisch erfassen.
  • mit konkreten Daten die unterschiedlichsten Bahnkurven von Körpern in der Nähe großer Massen mit dem Computer simulieren.
  • erkennen, dass Abweichungen vom klassischen Gravitationspotential zu rosettenförmigen Umlaufbahnen führen.

Aus unserem Lehrer-Online-Shop

Shop Artikel: Licht - Eigenschaften und Experimente

Licht ist der sichtbare Teil der elektromagnetischen Strahlung und besteht aus winzigen Masseteilchen. Die sogenannten Photonen bewegen...

79.00 €

Shop Artikel: Erste Hilfe in Schulen (Broschüre)

Die Registerbroschüre zum Aufhängen zeigt im schnellen Überblick die Maßnahmen der Ersten Hilfe für Schülerinnen und Schüler bei...

2.85 €

Shop Artikel: Zeckenalarm! - Registerbroschüre für...

All diejenigen, die sich häufig im Freien aufhalten, sind bedroht, von einem der kleinen Spinnentiere befallen zu werden. Doch was tun,...

2.85 €

Shop Artikel: Kraft tanken im Lehreralltag - Gute...

Der Stress im Lehrerberuf nimmt stetig zu: Lärm, große Klassen mit teilweise verhaltensauffälligen Schülerinnen und Schülern, fehlende...

4.95 €

Shop Artikel: Erste Hilfe in Schulen - Gute gesunde...

Die Broschüre erläutert Erste Hilfe in Schulen und die Rolle der Ersthelfer. Sie gibt Hinweise zur Regelung der Ersthelferausbildung...

4.95 €

Shop Artikel: Achtsamkeit macht Schule - Gute gesunde...

Wie Achtsamkeit im Schulalltag helfen kann Die Broschüre hält Tipps und Anregungen für Übungen und Selbstchecks zum Thema Achtsamkeit...

4.95 €

Shop Artikel: Gesund bleiben im Lehreralltag - Gute...

Mindestens 20 Prozent der Lehrkräfte leiden unter den körperlichen und seelischen Belastungen ihres Berufs. Die Broschüre zeigt...

4.95 €

Shop Artikel: Röntgenstrahlung - Entdeckung,...

Sie sind enorm energiereich, durchdringen unseren Körper problemlos und trotzdem können wir sie weder sehen noch spüren:...

79.00 €

Shop Artikel: Ottomotor - Im Wandel der Zeit

OTTOMOTOR - IM WANDEL DER ZEIT Die DVD gibt einen Einblick in die historischen Anfänge des Ottomotors und setzt sich auch mit seiner...

79.00 €

Shop Artikel: MP3 - Ein Erfolgsmodell aus Deutschland ...

MP3 hat die Musikwelt radikal verändert. Eine MP3-Datei benötigt im Vergleich zum Original je nach Codierungsstufe nur 8 bis 20 Prozent...

79.00 €
Autor
Portrait von Matthias Borchardt Matthias Borchardt

Zum Autoren-Profil

Frei nutzbares Material
Die von Lehrer-Online angebotenen Materialien können frei für den Unterricht genutzt und an die eigene Zielgruppe angepasst werden.

Unsere neuesten Unterrichtseinheiten