Geradlinige Bewegungen anhand von Schaubildern und Diagrammen

Unterrichtseinheit

In dieser Unterrichtseinheit lernen die Schülerinnen und Schüler Bewegungsabläufe kennen, die ihnen vom Autofahren oder Radfahren her bekannt sein sollten. Dabei werden zunächst nur geradlinige Bewegungen mit gleichbleibender Richtung besprochen, bei denen der Betrag der Geschwindigkeit konstant bleiben (geradlinig gleichförmige Bewegungen) oder aufgrund von Beschleunigungen oder Abbremsungen variieren kann (geradlinig ungleichförmige Bewegung).

Physik / Astronomie / Mathematik / Rechnen & Logik
Sekundarstufe I
2 Unterrichtsstunden
2 Arbeitsmaterialien

Beschreibung der Unterrichtseinheit

Ausgehend von Alltagserfahrungen werden die Lernenden mit einfachen Beispielen an die Bewegungsmöglichkeiten herangeführt, die immer die gleiche Bewegungsrichtung haben – im Gegensatz zu Kurven- oder Kreisbewegungen. Bewegungsabläufe werden dabei sowohl anhand von Schaubildern und Diagrammen dargestellt als auch mit den klassischen Formeln der Newtonschen Mechanik berechnet.

Unterrichtsablauf

Inhalt

Sozial- / Aktionsform

Einstieg

Zunächst sollen die Lernenden aus ihren Alltagserfahrungen berichten, was sie unter gleichförmigen Bewegungen verstehen würden.

10 Minuten

Plenum
Vertiefung

Die Schaubilder (Abbildungen 1 und 2) zu Aufgabe 1 und 2 sowie das Diagramm (Abbildung 3) zu Aufgabe 4 des Arbeitsblattes 1 werden von verschiedenen kleinen Gruppen separat bearbeitet und dann jeweils dem Plenum vorgestellt.

30 Minuten

Gruppenarbeit mit kleinen Arbeitsaufträgen
Hausaufgabe

Als Hausaufgabe sollen die Schülerinnen und Schüler die Aufgaben 3 und 5 (Arbeitsblatt 1) bearbeiten.

5 Minuten

Einzelarbeit
Ergebnisse herleiten

Die Ergebnisse aus der Hausaufgabe werden kurz diskutiert und gegebenenfalls korrigiert (Arbeitsblatt 1 und 2).

10 Minuten

Plenum, Gruppenarbeit
Vertiefung des Gelernten

Die Aufgaben 6 bis 8 (Arbeitsblatt 1 und 2) werden gemeinsam vorbesprochen und anschließend berechnet (Arbeitsblatt 1 und 2).

30 Minuten

Einzelarbeit

Didaktisch-methodischer Kommentar

Geradlinige Bewegungen als Unterrichtsthema

Geradlinige Bewegungen kommen im Alltagsleben ständig vor und sind von den Lernenden aus eigenen Erfahrungen leicht nachvollziehbar. Die Darstellung anhand von Schaubildern und Diagrammen erleichtert das Verstehen der zugehörigen Bewegungsgleichungen – besonders wichtig bei Bewegungen mit einer Anfangsgeschwindigkeit v₀≠ 0.

Vorkenntnisse

Grobe Vorkenntnisse von Lernenden können dahingehend vorausgesetzt werden, da jede Schülerin und jeder Schüler Erfahrungen in Form von Radfahren, Mitfahren im Auto oder Karussellfahren hat. Bei der Erarbeitung beziehungsweise Benutzung der Bewegungsgleichungen muss großer Wert darauf gelegt werden, welche Unterschiede sich ergeben, wenn ein Fahrzeug aus dem Zustand der Ruhe (v₀= 0) im Vergleich zu einem Zustand mit Anfangsgeschwindigkeit (v₀≠ 0) beschleunigt wird.

Didaktisch-methodische Analyse

Bei der Behandlung des Themas kann man sehr gut auf die Gefahren von zu hohen Geschwindigkeiten hinweisen, sowohl beim Radfahren als auch vor allem beim Autofahren. Anhand von einfachen Berechnungen kann man leicht zeigen, was beispielsweise beim gefürchteten Sekundenschlaf von Autofahrenden passieren kann.

Die unterschiedlichen Darstellungen in Form von Diagrammen und Schaubildern ermöglichen es in vielen Fällen, Berechnungen mit Bewegungsgleichungen auch als Flächenberechnung darzustellen und damit die Anwendung von Formeln zumindest teilweise verständlichen zu machen.

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Vermittelte Kompetenzen

Fachkompetenz

Die Schülerinnen und Schüler

wissen, was man unter geradlinigen Bewegungen versteht.
beschreiben und berechnen Bewegungsabläufe anhand von Schaubildern, Diagrammen und Bewegungsgleichungen.
wissen um die Gefährlichkeit von hohen Geschwindigkeiten im Straßenverkehr.

Sozialkompetenz

Die Schülerinnen und Schüler

lernen durch Partner- und Gruppenarbeit das Zusammenarbeiten als Team.
setzen sich mit den Ergebnissen der Mitschülerinnen und Mitschüler auseinandersetzen und lernen so, deren Ergebnisse mit den eigenen Ergebnissen konstruktiv zu vergleichen.