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Achterbahn im Physikunterricht

Heute ist mir ganz spontan eine schöne Idee im Physikunterricht eingefallen:

Es ging – eigentlich ein trockenes Thema – um die Gewichtskraft G, und dass diese ortabhängig ist, also eine andere am Nordpol (g=9,81 N/kg) oder in Frankfurt (g=9,83 N/kg) ist. Sie berechnet sich nach dem Zusammenhang

G = m*g
(mit m= Masse in kg).

Ein 65 kg schwerer Schüler hat also in Frankfurt eine Gewichtskraft von 65 kg * 9,83 N/kg = 639 N (gerundet).

Weiter ging es – als ergänzendes Wissen – darum, dass die Ortskonstante g (oder Gravitationskonstante) auch vielfach oder als Bruchteil von einem „g“ auftreten kann. Das Gewicht – genauer die Gewichtskraft – kann ganz unterschiedlich sein, die Masse m (die umgangssprachlich als Gewicht bezeichnet wird) bleibt gleich.

Normalerweise ist dies für Schüler nicht so prickelnd. Langweilige Physik. Und hier kam meine Motivationsspritze: Ich habe dieses 2-minütige Videoclip von der Geforce Achterbahn gezeigt (schöne Frage dazu: woher kommt der Name?):

Zeitweise treten Beschleunigungskräfte von bis zu 4,5 g (nicht Gramm, sondern „g“, also 4,5*9,81 N/kg) dabei auf – so steht es z. B. bei Wikipedia. Also die 4,5-fache Erdbeschleunigung. Wir diskutieren über das Video: Wann im Video könnten diese 4,5 g auftreten? Wie sieht es mit den Abschnitten steil nach unten aus? Was ist mit den (engen) Kurven? Wie erlebt der Körper die 4,5 g? Was sind wohl Airtimes? (Antw.: Phasen der Schwerelosigkeit, bis zu -1,1 g.)

Selten hatte ich soviel Hände oben gesehen, selten auch eifriges Rechnen (zumindest hektisches Tippen in den Taschenrechner – aufschreiben ist nicht so gefragt). Motivierte Schüler, wie schön.

Ich frage mich: was war hier also besser:  ein Videoclip oder ein Versuch (z. B. Kraftmesser und Wägestück im Kreis wirbeln). Ich glaube hier siegt zunächst der Videoclip. Natürlich wäre noch ein kleiner Versuch hinterher die Krönung gewesen – aber der Videoclip (wie gesagt 2 Minuten), war unverzichtbar. Und – man möge mich steinigen – ein Versuch dazu eher verzichtbar. Manche Dogmen wanken.
Bildquelle.

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  1. C. Winklmaier #

    Also vorweg: ich bin das Ding schon gefahren .. Holz-Achterbahnen sind einfach schöner ^^

    Zum Video: was noch ein netter Zusatz wäre: Ein Messung der „g-Kräfte“. Moderne Handys haben mitunter GyroSensoren und Software um sowas aufzunehmen (rollercoasterphysics … auf dem ObstHandy z.B.)
    Ich denke aber, das da auf jeden Fall ein Realerlebnis dazu gehört – und sei es nur auf der Halfpipe

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    25. Mai 2010
  2. martinkurz #

    Hallo Clemens,
    das mit der Handymessung ist eine klasse Idee. Mache ich doch gerne mal.

    Ach ja, und nahe an meiner Schule haben wir eine Halfpipe. Dort gibt es dann das obligatorische Thema Lageenergie – Bewegungsenergie. Kommt gut an. Werde ich auch mal posten.

    Aber du hast recht. Dies könnte man mit Messung der Beschleunigung noch ergänzen. Hmm. Muss ich mal testen (lassen).

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    25. Mai 2010
  3. H. Heckmann #

    Also ganz ehrlich, Physik war nie mein Fach. Mein Physiklehrer hielt sich generell am Schulbuch fest und war eigentlich nur damit beschäftigt, Strafarbeiten in Form des Abschreibens der Seiten aus eben diesem Schulbuch zu verteilen.
    Fachlich kann ich demnach nicht mit Ergänzungen zum Thema dienen.
    Wenn ich jedoch Deinen Beitrag lese muss ich ganz ehrlich sagen, in dieser Stunde wäre ich wirklich gerne dabei gewesen! So kann Physik doch echt Spaß machen. Klasse!

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    23. Juni 2010
  4. Juergen #

    Irgendwann im Referendariat habe ich vor 30 Jahren mal gelernt, dass der Lernerfolg am größten ist, wenn möglichst viele Sinne angesprochen werden, dazu das ganze möglichst lebensnah. Außerdem sind auch nonverbale Infos, von denen es in dem Video ja reichtlich gibt, wichtige Informationen. Leider vergessen wir das, auch ich, zu oft. Und gute Videos in einer unterrichtsgerechten Länge, sind leider auch noch selten. Aber Youtube hilft.

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    24. Juni 2010
  5. Johne600 #

    Thanks so much for sharing all with the awesome info! I am looking forward to checking out far more posts! bgdaafekegga

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    4. Mai 2014

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