Energie- und Impulserhaltung beim waagrechten und schiefen Wurf

Unterrichtseinheit

In dieser Unterrichtseinheit werden zwei beispielhafte Zusammenstöße von einem Geschoss mit einer ruhenden Kugel vorgestellt.

  • Physik / Astronomie
  • Sekundarstufe II
  • 2 bis 3 Unterrichtsstunden
  • Arbeitsblatt
  • 2 Arbeitsmaterialien

Beschreibung der Unterrichtseinheit

Wurfbewegungen lassen sich in vielfältiger Form beobachten. Eine besondere Bedeutung kommt Wurfbewegungen zu, bei denen zwei Körper zusammenstoßen und anschließend jeder für sich oder beide gemeinsam auf einer Wurfbahn weiterfliegen. Im ersten Fall handelt es sich dann um einen elastischen Stoß, im zweiten Fall spricht man von einem unelastischen Stoß. In beiden Fällen tauschen die Stoßpartner kinetische Energien und Impulse aus, wobei es aber auf die Art des Stoßes ankommt, ob dabei Energie- und Impulserhaltungssatz gelten.

Im ersten Beispiel soll das Geschoss mit hoher Geschwindigkeit in eine ruhende Kugel eindringen und steckenbleiben – anschließend erfolgt ein gemeinsamer waagrechter Flug beider Körper. Im zweiten Beispiel soll das Geschoss schräg von unten auf die Kugel treffen und diese vollständig durchdringen, sodass beide Körper auf getrennten Flugbahnen weiterfliegen. Im Anschluss werden beide Beispiele unter Einbeziehung von Energie- und Impulserhaltungssatz genau ausgewertet.    

Unterrichtsablauf

Inhalt
Sozial- / Aktionsform

Didaktisch-methodischer Kommentar

Energie- und Impulserhaltung beim waagrechten und schiefen Wurf

Den Lernenden wird bei diesem Thema sehr schnell klar werden, dass Wurfbewegungen unter Einbeziehung von Energie und Impuls und den zugehörigen Erhaltungssätzen durchaus anspruchsvoll werden können in Hinblick auf die physikalischen und mathematischen Gesetzmäßigkeiten.

Sie sehen aber auch, dass man große Fortschritte machen kann in der Anwendung von Formeln und Gleichungen, wenn man sich einem solchen – teilweise etwas komplexen Thema – intensiv widmet, nicht zuletzt auch in Hinblick auf andere Gebiete der Physik.

Vorkenntnisse

Vorkenntnisse sind aufgrund bekannter Wurfbewegungen natürlich vorhanden. Die zunächst einfach aussehenden Abläufe werden aber schnell komplizierter, da ja sich überlagernde Bewegungen zusätzlich mit Energie- und Impulserhaltung zu kombinieren sind.

Didaktische Analyse

Bei der Behandlung von Zusammenstößen von Körpern allgemein oder mit anschließenden Wurfbewegungen wird deutlich, welche enormen Energieverluste – je nach Aufgabenstellung – auftreten können. Dabei sind weitere Verluste durch Luftwiderstand und Haftreibung wegen der am Gymnasium zu schwierigen Berechnungen noch gar nicht einbezogen.

Methodische Analyse

Durch die Abhängigkeit von unterschiedlichen physikalischen Zusammenhängen kann man beim Thema Wurfbewegungen die Schülerinnen und Schüler gut darauf vorbereiten und hinführen, dass in der Physik oft verschiedene Abläufe gleichzeitig betrachtet werden müssen. Man muss allerdings aufpassen, dass man den Schwierigkeitsgrad der Aufgabenstellung nicht überzieht.

Den Zugriff auf das Downloadmaterial erhalten Sie mit einer Premium-Mitgliedschaft.

Schon Premium-Mitglied?
Noch kein Premium-Mitglied? Jetzt informieren

Unterrichtsmaterial "Energie- und Impulserhaltung" zum Download

Vermittelte Kompetenzen

Fachkompetenz

Die Schülerinnen und Schüler

  • können die Energieverluste bei unterschiedlichen Formen des Zusammenstoßes beschreiben und erläutern.
  • kennen die Zusammenhänge von mechanischen Wurfbewegungen mit anderen Bereichen der Physik.
  • wissen, wie man die Gleichungen der Stoßgesetze (Energie und Impuls) im Fall von Wurfbewegungen anwendet.

Sozialkompetenz

Die Schülerinnen und Schüler

  • lernen durch Paar- und Gruppenarbeit das Zusammenarbeiten als Team.
  • setzen sich mit den Ergebnissen der Mitschülerinnen und Mitschülern auseinandersetzen und lernen so, deren Ergebnisse mit den eigenen Ergebnissen konstruktiv zu vergleichen.
  • erwerben genügend fachliches Wissen, um mit anderen Lernenden, Eltern und Freunden wertfrei diskutieren zu können.

Aus unserem Lehrer-Online-Shop

Licht und Farbe - Lebenselexiere der Erde: DVD ...

Ohne Licht würde auf unserer Erde kaum Leben existieren. Pflanzen brauchen diese ...

79,00 €

Fluide und Viskosität - Flüssigkeiten und ihre ...

Der Honig auf dem Frühstückstoast, das Wasser aus dem Wasserhahn, die Luft, die wir atmen – ...

79,00 €

Bionik - Von der Natur abgeschaut

BIONIK - VON DER NATUR ABGESCHAUT Die technischen Errungenschaften der Menschheit werden seit ...

79,00 €

Weltall - Geschichte der Raumfahrt: DVD mit ...

Der Film „Weltall – Geschichte der Raumfahrt“ entführt Sie in die Weiten des Weltraums. Es ...

79,00 €

Strom - Von der Turbine bis zur Steckdose: DVD mit ...

Er ist farb, geruch- und geschmacklos und umgibt uns doch: Elektrischer Strom. Der Film ...

79,00 €

Licht - Eigenschaften und Experimente: DVD mit ...

Licht ist der sichtbare Teil der elektromagnetischen Strahlung und besteht aus winzigen ...

79,00 €

Optik - Eigenschaften des Lichtes: DVD mit ...

Optik - Eigenschaften des Lichtes Der Film Optik - Eigenschaften des Lichtes schlägt eine ...

79,00 €

Batterien - Von der Herstellung bis zum Recycling

Eine Batterie ist tragbare chemische Energie, die in elektrische Energie umgewandelt wird, ...

79,00 €

Makrokosmos - Unvorstellbar groß: DVD mit ...

MAKROKOSMOS - UNVORSTELLBAR GROß Makrokosmos - Was ist das? Der Film beschäftigt sich ...

79,00 €

Junge Erfinder - Eigene Ideen umsetzen: DVD mit ...

Erfindungen begleiten uns täglich. Viele dieser revolutionären Erfindungen nehmen wir gar ...

79,00 €


Autor

Portrait von Wolfgang Vogg
Wolfgang Vogg

Zum Profil

Lizenzinformation

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