Ein Remotely Controlled Laboratory (RCL) ist ein Realexperiment, das über das Internet fernbedienbar durchgeführt werden kann. Zur Messung der Breitengradabhängigkeit der Erdbeschleunigung sind fünf als RCL ausgeführte Pendel unter verschiedenen Breitengraden an den Standorten Kaisersesch (Deutschland), Hermannsburg (Deutschland), Aden (Jemen), Riga (Lettland) und Neapel (Italien) verfügbar. Daher wurde die Bezeichnung RCL "Weltpendel" gewählt. Das Internet ermöglicht solche globalen Messungen, wie sie heute erdgebunden oder satellitengestützt zur Erforschung der Erde fast schon selbstverständlich geworden sind.
Breitengradabhängigkeit von g - RCL “Weltpendel”
Unterrichtseinheit
Schülerinnen und Schüler untersuchen mithilfe des Internets ein globales geophysikalisches Phänomen. Dabei messen sie die Breitengradabhängigkeit der Erdbeschleunigung.
- Physik / Astronomie / Geographie / Jahreszeiten
- Sekundarstufe II
- etwa 4 Unterrichtsstunden pro Lerneinheit, abhängig von Lerngruppe und Unterrichtszielen
- Video, Arbeitsblatt, Lernkontrolle
- 1 Arbeitsmaterial
Beschreibung der Unterrichtseinheit
Didaktisch-methodischer Kommentar
Lehrkräfte finden in diesem Beitrag zwei Lerneinheiten zum Unterrichtseinsatz des RCLs "Weltpendel". Eine weitere Lerneinheit beschreibt den Eigenbau eines Pendels zur möglichst genauen Bestimmung der Erdbeschleunigung am Schulstandort. Vielfältiges und kommentiertes Unterrichtsmaterial unterstützt und ergänzt die Lerneinheiten.
- Lehrplanbezug und Lernpotenzial
Das RCL "Weltpendel" ermöglicht Schülerinnen und Schülern einen experimentellen Zugang zur Breitengradabhängigkeit der Erdbeschleunigung. - Lerneinheiten
Drei Lerneinheiten werden zum Thema "Weltpendel" vorgeschlagen. Mögliche Verlaufspläne können Sie hier herunterladen. - Steckbrief und Materialien zum RCL
Hier finden Sie Informationen zu Versuchsaufbau, Experimentiermöglichkeiten und Mehrwert des RCLs sowie weitere Materialien und Anregungen zum Computereinsatz. - Genderaspekte der Unterrichtseinheit "RCL Weltpendel"
Lesen Sie hier, wie Sie mithilfe dieser Unterrichtseinheit Jungen wie Mädchen gleichermaßen für Physik begeistern können und warum das so ist.
Unterrichtsmaterial "RCL "Weltpendel"" zum Download
- rcl_weltpendel.zip
Alle Materialien in einem Rutsch: Lerneinheiten (drei PDF-Dateien), Dimensionierung eines Pendels zur Bestimmung von g im mathematischen Pendelmodell (MuPAD-Datei), Automatisierte Bestimmung von g aus Messwerten (Excel-Datei), Modellierung der Bestimmung von g in verschiedenen Pendelmodellen (drei…
Im Classroom-Manager speichern
Vermittelte Kompetenzen
Die Schülerinnen und Schüler sollen
- die Breitengradabhängigkeit der Erdbeschleunigung mit dem RCL "Weltpendel" experimentell untersuchen.
- die Breitengradabhängigkeit der Erdbeschleunigung als Ursache des Zusammenwirkens von Erdrotation und Erdabplattung qualitativ und halb-quantitativ erklären.
- die Erdbeschleunigung mit einem Pendel im mathematischen und optional im physischen oder im realen Pendelmodell bestimmen.
- Kenntnisse zu Methoden der Bestimmung der Erdbeschleunigung anwenden oder erwerben.
- Kenntnisse aus den Mechanikthemen Gravitation, Kreisbewegung und Zentrifugalkraft zur Erklärung der Breitengradabhängigkeit anwenden, vertiefen oder erwerben.
Internetadresse
- Weltpendel auf dem RCL-Portal
Das RCL finden Sie auf dem RCL-Portal der Fakultät für Informatik der Universität der Bundeswehr München. Unter "RDLs" finden Sie den Menüpunkt "Weltpendel". Unter "Labor" können Sie das Experiment starten.
Zusatzinformationen
- Gravity Information System
Die Datenbank der Physikalisch Technischen Bundesanstalt (PTB) enthält weltweite und auf etwa 10 Mikrometer/s² genaue Werte der Erdbeschleunigung. - Wikipadia: Normalschwereformel
Infos zur WELMEC-Formel zur theoretischen Berechnung der Breitengradabhängigkeit der Erdbeschleunigung. - Die Gestalt der Erde
Die PiGeo-Webseite bietet detaillierte Informationen zur Geschichte der Erforschung der Erdgestalt.
