Mechanik III: Energie und Impuls

Wie Energie- und Impulserhaltung den Ablauf von Bewegungsvorgängen in der Natur bestimmen.

Vergrösserte Ansicht: Pendelkette — Newton'sche Pendelkette zur Demonstration der Impuls- und Energieerhaltung.

Termin: Die Fortbildung wird an einem Werktag von 9 – 16 Uhr durchgeführt. Den Termin stimmen wir mit den Lehrpersonen ab, die sich angemeldet haben.
Kursleitung: Dr. Herbert Rubin
Autor: Dr. Herbert Rubin
Schulstufe: 9. und 10. Schuljahr, Gymnasium
Umfang: 10 Lektionen
Kosten: 600 CHF

Diese Unterrichtseinheit bietet einen Einstieg in die MINT-Unterrichtseinheiten zum Thema „Energie in Naturwissenschaft und Technik“. Ein lehr- und lernforschungsbasierter Aufbau der Lerninhalte, unterstützt durch lernwirksame Aufträge, fördert das Verständnis des mechanischen Energie- und Impulskonzepts. Die Unterrichtseinheit eignet sich auch zur Ergänzung und Vertiefung der Unterrichtseinheit zu den Grundkonzepten der Mechanik

Beispiel: Auftrag zur Erarbeitung der Formel für Lageenergie

Frage 1: Welche Grössen bestimmen die Wirkung des Fallhammers?

Frage 2: Wäre die Wirkung des Fallhammers auf dem Mond ebenso gross wie auf der Erde?

Frage 3: Wird die Wirkung umso grösser, je grösser die einzelnen Faktoren werden?

Frage 4: Durch welche Rechenarten müssen die verschiedenen Grössen miteinander verknüpft werden? Ist es zum Beispiel sinnvoll, die Grössen zu addieren?

(1) Trägheit als Voraussetzung mechanischer Energieformen,

(2) Wie kann mechanische Energie berechnet werden?

(3) Energieumwandlungen,

(4) Energieerhaltung,

(5) Energiezufuhr / Arbeit,

(6) Arbeit und Leistung,

(7) Energie bei Wechselwirkung mehrerer Körper / Impuls,

(8) Anwendungen der Energie- und Impulserhaltung,

(9) Energieerhaltung und Reibung,

(10) Auftrag zum Forschenden Lernen.

Beispiele aus unserer Lerneinheit

Aufeinander abgestimmte und gut strukturierte Arbeitsblätter führen die Schülerinnen und Schüler durch den Unterricht. Sehen Sie sich Ausschnitte einiger Arbeitsblätter zum Thema Energie in der Mechanik genauer an:

externe Seite Probeansicht einiger Arbeitsblätter

Zu jeder Lektion gibt es eine Bildschirmpräsentation welche die Diskussion der Themen in der Klasse erleichtert. Sehen Sie sich hier als Beispiel die Präsentation zur Lektion 9 an, wo es um die Frage geht, welche Wirkung eine konstante Kraft auf einen Körper ausübt:

externe Seite Probeansicht einer lektionsbegleitenden Präsentation

Vergrösserte Ansicht: Lösungsblatt — Beispiel eines Lösunsblattes

Zu jeder Sequenz gibt es zudem ein Aufgabenblatt mit gut kommentierten Lösungen.

Sehen Sie sich links einen Ausschnitt genauer an.

Vergrösserte Ansicht: Lesetext — Beispiel eines Lesetextes

Eine weitere Hilfe im Unterricht sind sorgfältig erarbeitete Lesetexte, anhand derer sich die Schülerinnen und Schüler gewisse Aspekte eines Themas durch eigene Lektüre erarbeiten. Dadurch bleibt mehr Zeit für die Diskussion in der Klasse.

Vergrösserte Ansicht: Beispiele von Aufträgen — Beispiele von Arbeitsaufträgen

Ein wichtiges und lernwirksames Element des Unterrichts sind Arbeitsaufträge an die Schülerinnen und Schüler. Sehen Sie sich die folgenden Beispiele zu Selbsterklärungen und zu metakognitivem Training an.

Vergrösserte Ansicht: Beispiele von Testfragen — Beispiele von Nachtestfragen

Schliesslich sind Sie auch am Lernfortschritt Ihrer Klassen interessiert. Mithilfe der Vor- und Nachtests können Sie sich ein Bild des Vorwissens und des Lernfortschritts machen. Schauen Sie sich auch dazu noch ein Beispiel an.

Wenn Sie wollen, werten wir gerne diese Tests für Sie aus.

Vergrösserte Ansicht: Pendelversuch — Pendelversuch

Mit dem links abgebildeten Pendelversuch lassen sich Energieumwandlung und Energieerhaltung experimentell genau überprüfen.

Vergrösserte Ansicht: Kugelbahn — Weshalb ist die erste Kugel schneller im Ziel?