Geradlinige Bewegungen unter konstanter Krafteinwirkung

Das Wesentliche dieser Unterrichtseinheit ist die Erkenntnis für die Lernenden, dass jede Bewegung einen Widerstand entgegen der Bewegungsrichtung erfährt. Dieser Widerstand besteht zum einen aus den verschiedenen Formen der Reibung (Haftreibung, Gleitreibung, Rollreibung), zum anderen aus dem geschwindigkeitsabhängigen Luftwiderstand. Dabei lernen die Schülerinnen und Schüler, dass Reibung und Widerstand zwar in vielen Bereichen der Technik nur unter Energieaufwand überwunden werden können, aber gleichzeitig für unsere Fortbewegung unverzichtbar sind – schon Gehen, Fahren oder Bremsen auf einer fast reibungsfreien Unterlage wie etwa Glatteis sind nahezu unmöglich! Ausgehend von bereits vorhandenen Grundkenntnissen der Newton'schen Mechanik werden deren Gesetzmäßigkeiten auf horizontale Bewegungen, die schiefe Ebene und den freien Fall angewandt. Dabei wird der Unterschied zwischen theoretisch reibungsfreien Bewegungen und den in der Realität aber immer vorhandenen Widerstandskräften herausarbeitet und hinsichtlich ihrer Wirkung eingehend bewertet. Fragestellungen und detaillierte Übungsaufgaben erweitern das Verständnis für die Notwendigkeit von Reibung und Luftwiderstand.