Materialsammlung Mechanik

Unterrichtseinheit

In dieser Materialsammlung finden Sie Unterrichtsmaterialien rund um Energie und Impuls, die Newtonschen Gesetze, geradlinige Bewegungen, Wurf- und Kreisbewegungen, Gravitation sowie zu mechanischen Wellen und Schwingungen.

  • Physik / Astronomie
  • Sekundarstufe I, Sekundarstufe II, Berufliche Bildung
  • variabel
  • Didaktik/Methodik

Beschreibung der Unterrichtseinheit

Die von Isaac Newton bereits im 17. Jahrhundert abgeleitete klassische Mechanik mit ihren Teilgebieten "Kinematik" und "Dynamik" wird an allen Schularten unterrichtet und ist als Spezialfall sowohl in der Relativitätstheorie als auch in der Quantenmechanik enthalten.

Die Kinematik beschreibt geradlinige Bewegungen mit konstanter Geschwindigkeit und Bewegungen unter dem Einfluss von Beschleunigungen, ohne dabei Masse und Kräfte zu berücksichtigen; werden die Wirkungen von Masse und Kräften auf Bewegungen miteinbezogen, spricht man von Dynamik. Dabei wird das Kräftegleichgewicht bei ruhenden Körpern als Statik bezeichnet, während die Kinetik Krafteinwirkungen behandelt, die den Bewegungszustand verändern.

Kräfte wie etwa Gewichtskräfte, Reibungskräfte, Antriebskräfte oder Bremskräfte spielen eine große Rolle. So wäre beispielsweise Fliegen mit einem Airbus A-380 (Startmasse 560 Tonnen) unmöglich, wenn nicht immense Antriebskräfte durch die Triebwerke an den Flügeln eine Auftriebskraft erzeugen würden, die sowohl das Abheben als auch einen Flug zu einem anderen Kontinent ermöglichen.

Kräfte beeinflussen Bewegungen wie horizontale, schräge und senkrechte Würfe. Bei Kreisbewegungen entsteht gleichzeitig mit der sie erzeugenden Zentripetalkraft auch eine als Zentrifugalkraft wirkende Scheinkraft, die man etwa aus schnellen Kurvenfahrten mit dem Auto kennt. Aus Kräften folgen wichtige mechanische Größen wie Arbeit, potentielle und kinetische Energie sowie der Impuls mit den zugehörigen Energie- und Impulserhaltungssätzen, die eine Umwandlung verschiedener Größen ermöglichen.

Mithilfe der Gesetze zur Gravitation lassen sich die Bewegungsabläufe in der Raumfahrt bis hin zu den Vorgängen bei Planetenumläufen um die Sonne oder anderen Abläufen im Weltall beschreiben. Schwingungen, die nach dem Zusammendrücken oder Dehnen einer Feder entstehen, lassen sich in ähnlicher Form beschreiben wie die Bewegungsabläufe nach Auslenkung eines Pendels – sie werden als mechanische Schwingungen mit den Spezialformen harmonische Schwingungen sowie freie, gedämpfte und erzwungene Schwingungen beschrieben. Wirft man hingegen einen Stein in ein ruhendes Gewässer, so kann man die Ausbreitung einer kreisförmigen Störung beobachten, was in der Physik als mechanische Welle bezeichnet wird.

Aus unserem Lehrer-Online-Shop

Fluide und Viskosität - Flüssigkeiten und ihre ...

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

79,00 €

Batterien - Von der Herstellung bis zum Recycling

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

79,00 €

Gravitation - Anziehung von Massen: DVD mit ...

Die Schwerkraft ist die Kraft, mit der etwas zu Boden gezogen wird. Sie sorgt dafür, dass ...

79,00 €

Bionik - Von der Natur abgeschaut

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

79,00 €

Optik - Eigenschaften des Lichtes: DVD mit ...

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

79,00 €

Interaktives Arbeitsheft Physik Magnetismus, ...

Einfach Lehren und Lernen mit dem interaktiven Arbeitsheft Physik Magnetismus, Strom, Licht ...

22,99 €

Energiesparlampen - Licht im Wandel der Zeit:DVD ...

Energiesparlampen sind energieeffiziente Leuchtmittel, die Schritt für Schritt die ...

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 €

Magnetismus - Die unsichtbare Kraft: DVD mit ...

Haftet ein metallischer Gegenstand an einem anderen, so ist hierfür die Kraft des Magnetismus ...

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 Redaktion Lehrer-Online
Redaktion Lehrer-Online

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.