In dieser Unterrichtseinheit werden Beschleunigungsvorgänge beim Autofahren besprochen und erläutert. Die Lernenden bringen die Bewegungsgleichungen für geradlinige Bewegungen im Rahmen der klassischen Mechanik zur Anwendung und lernen, welch große Strecken dabei in Abhängigkeit der gefahrenen Geschwindigkeiten zurückgelegt werden müssen, um einen anderen Pkw oder Lkw zu überholen.
Beschreibung der Unterrichtseinheit
Anhand von ausgewählten Beispielen kommen sowohl die Bewegungsgleichungen der Mechanik als auch grafische Darstellungen zur Anwendung, die das Verständnis für die nicht immer einfachen Bewegungsabläufe erhöhen sollen. Neben Überholvorgängen bei unterschiedlichen, aber konstanten Geschwindigkeiten wie etwa auf Autobahnen, wird auch der beschleunigende Überholvorgang auf der Landstraße – bei Gegenverkehr – besprochen.
Zudem soll vermittelt werden, dass es bei falscher Abschätzung des Gegenverkehrs sehr leicht zu schwerwiegenden Unfällen kommen kann. Wichtig ist dabei, dass beim Überholvorgang auf die Relativgeschwindigkeit zwischen dem zu überholenden Fahrzeug und dem eigenen Auto groß genug sein muss, damit ein Überholvorgang zügig stattfinden kann. Die Schülerinnen und Schüler lernen zudem, dass bei einer Lösung auch auf schwierigere mathematische Hilfsmittel zurückgegriffen werden muss – wie etwa quadratische Gleichungen.
Didaktisch-methodischer Kommentar
Überholvorgänge als Thema im Physik-Unterricht
Überholvorgänge mit Kraftfahrzeugen sind in der Regel – zumindest auf dreispurigen Autobahnen – relativ problemlos durchzuführen. Gefährlicher wird es auf zweispurigen Autobahnen und vor allem auf Landstraßen aufgrund des Gegenverkehrs, der vom überholenden Fahrer beziehungsweise der überholenden Fahrerin richtig eingeschätzt werden muss. Dieses nicht zu unterschätzende Fehlverhalten führt leider oft zu schwersten Verkehrsunfällen.
Vorkenntnisse
Vorkenntnisse von den Lernenden können dahingehend vorausgesetzt werden, dass alle Schülerinnen und Schüler aus eigener Erfahrung als Beifahrer oder Beifahrerin wissen, wie Überholvorgänge ablaufen. Für das Abschätzen der jeweiligen Situation, zum Beispiel bei Gegenverkehr, fehlt jedoch die eigene Erfahrung.
Didaktische Analyse
Bei der Besprechung von Überholvorgängen steht das Thema Verkehrssicherheit genauso zur Debatte wie beim Beschleunigen und Bremsen. Insofern sind die verwendeten Beispiele sehr gut dafür geeignet, den Schülerinnen und Schülern mangels eigener Einschätzung für entsprechende Gefahrensituationen die bei Überholvorgängen teilweise langen Fahrwege vor Augen zu führen.
Bei der Besprechung und Berechnung von Überholvorgängen sollten die Lernenden auch darauf hingewiesen werden, dass die ausgewählten Beispiele idealisiert sind, das heißt, dass in der realen Situation zusätzliche Effekte wie Wind, Regen, Schnee oder Nebel hinzukommen können – mit der Folge, dass Überholvorgänge dann noch wesentlich gefährlicher werden.
