Raketenphysik: Beispiele zur Raketengrundgleichung

Unterrichtseinheit

In dieser Unterrichtseinheit wird anhand verschiedener Beispiele zu ein- und mehrstufigen Raketen aufgezeigt, wie es zum einen möglich wird, Satelliten in eine erdnahe Umlaufbahn zu bringen und zum anderen, welche Voraussetzungen gegeben sein müssen, um den Anziehungsbereich der Erde – beispielsweise für Flüge zum Mond – zu verlassen. Dazu werden die kosmischen Geschwindigkeiten herangezogen, wobei die 3. kosmische Geschwindigkeit es auch ermöglicht, die Anziehungsbereiche von Erde und Sonne zu verlassen.

  • Physik / Astronomie / Technik / Sache & Technik
  • Sekundarstufe II
  • circa 2 Unterrichtsstunden
  • Arbeitsblatt
  • 2 Arbeitsmaterialien

Beschreibung der Unterrichtseinheit

Dieses Material ist eine direkte Anknüpfung an die Unterrichtseinheit "Raketenphysik: Herleitung der Raketengrundgleichung". An verschiedenen Beispielen mit ein- bis dreistufigen Raketen wird den Lernenden gezeigt, wie man die Raketengrundgleichung für die verschiedenen Aufgabenstellungen anwenden kann. Dabei lernen die Schülerinnen und Schüler neben machbaren und bereits vielfältig durchgeführten Missionen mit Raketen zum Mond und auch zum Mars die Grenzen der Raumfahrt kennen. So erfahren sie, dass interstellare Missionen mit Raketen in die tiefen und extrem weit entfernten Bereiche des Weltalls auch in Zukunft – trotz ständig sich verbessernder technischen Möglichkeiten – aufgrund physikalischer Gegebenheiten wohl nicht möglich sein werden.

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Unterrichtsmaterial "Raketenphysik – Beispiele" zum Download

Vermittelte Kompetenzen

Fachkompetenz

Die Schülerinnen und Schüler

  • kennen die Abläufe und Unterschiede bei Raketenflügen in die verschiedenen Regionen des Weltalls.
  • können die unterschiedlichen Fragestellungen mit mathematisch präzisen Formeln unterlegen.
  • wissen um die Bedeutung von Differential- und Integralrechnung für die Raketenphysik.

Medienkompetenz

Die Schülerinnen und Schüler

  • recherchieren selbständig Fakten, Hintergründe und Kommentare im Internet.
  • können die Inhalte von Videos, Clips und Animationen auf ihre sachliche Richtigkeit hin überprüfen und einordnen.

Sozialkompetenz

Die Schülerinnen und Schüler

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

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