Lerntheke: Newton

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Lerntheke: Newtonsche Axiome

Axiom = Grundsatz, der keines Beweises bedarf

Lerntheke: Newtonsche Axiome

Station 1

Station 2

Station 3

Station 5

Station 4

Hier findet ihr die Übersicht die einzelnen Stationen der Lerntheke. Nach dem ihr euch selbstständig in Station 1 mit den Grundlagen beschäftigt habt, könnt ihr alle anderen Stationen in beliebiger Reihenfolge gemeinsam mit euer Gruppe bearbeiten.

Station 6

Station 7

Station 8

Station 9

Station 10

Station 1

Newtonsche Axiome

Mehr Informationen zu den Newtonschen Gesetzen findet ihr unter anderem hier:

Video 1

Video 2

Website LEIFIphysik

Verschafft euch einen ersten Überblick über die drei Newtonschen Gesetze. Notiert euch eure Fragen, im Anschluss an diese Station könnt ihr euch innerhalb eurer Gruppe austauschen.

An dieser Station arbeitet ihr einzeln und leise. Setzt bitte Kopfhörer auf, wenn ihr euch die Videos anschaut.

Station 1

Newtonsche Axiome

Mehr Informationen zu den Newtonschen Gesetzen findet ihr unter anderem hier:

Video 1

Video 2

Lehrbuch (Duden Physik 9/10) S. 175 ff

Website LEIFIphysik

Gestaltet im BookCreator zu jedem der 3 Newtonschen Axiome eine übersichtliche Seite mit allen wichtigen Information. Einigt euch innerhalb eurer Gruppe, wer welches Axiom bearbeitet. Ihr könnt auch Videos oder andere Internetseiten mit einbetten, die euch beim Verständnis geholfen haben. Die Buchseite muss mindestens folgende Punke enthalten:- das Newtonsches Axiom- kurze Erklärung anhand eines Beispiels

Verschafft euch einen ersten Überblick über die drei Newtonschen Gesetze. Notiert euch eure Fragen, im Anschluss an diese Station könnt ihr euch innerhalb eurer Gruppe austauschen.

An dieser Station arbeitet ihr einzeln und leise. Setzt bitte Kopfhörer auf, wenn ihr euch die Videos anschaut.

Station 2

Zurück zur Raumstation

Diskutiert folgende Situation innerhalb eurer Gruppe:Wir befinden uns wieder im Weltraum. Ihr wolltet etwas an der Raumstation reparieren, dabei habt ihr euch versehentlich von der Raumstation entfernt. Wie könnt ihr zur Station zurückgelangen?

Versucht eine Erklärung mit Hilfe der Newtonschen Axiome zu finden. Haltet euer Ergebnis im BookCreator fest.

Tipp: Denkt an das Wechselwirkungsgesetz!

Station 2

Treffen auf dem Eis

Diskutiert folgende Situation innerhalb eurer Gruppe:Stell dir vor, du und dein gleich schwerer Freund befindet euch auf blanken Eis, wo die Reibung vernachlässigt wird. Ihr zieht euch an einem Seil zueinander. Wo trefft ihr euch? Was passiert, wenn nur dein Freund am Seil zieht?

Versucht eine Erklärung mit Hilfe der Newtonschen Axiome zu finden. Haltet euer Ergebnis im BookCreator fest.

Station 2

Papagei im Vakuum

Diskutiert folgende Situation innerhalb eurer Gruppe:Könnte euer Papagei mit passender Sauerstoffmaske durch einen luftleeren Raum fliegen?

Findet eine Erklärung mit Hilfe der Newtonschen Axiome. Haltet euer Ergebnis im BookCreator fest.

Station 2

Münze im Flugzeug

Diskutiert folgende Situation innerhalb eurer Gruppe:Was passiert, wenn du in einem Flugzeug, dass mit einer großen konstanten Geschwindigkeit fliegt, eine Münze fallen lässt. Wo wird diese landen?

Genau unter dir

Etwas in Flugrichtung

Etwas gegen Flugrichtung

Station 2

Münze im Flugzeug

Das ist leider nicht richtig Antwort. Überlegt noch einmal.

Kleiner Tipp: Das 1. Newtonsche Axiom wird euch weiterhelfen.

Station 2

Münze im Flugzeug

Prima. Ihr habt die richtige Antwort gefunden.

y

x

Die Münze behält auch nach dem Loslassen in x-Richtung ihren Bewegungszustand bei. Das heißt, sie führt weiterhin eine gleichförmige Bewegung mit der gleichen Geschwindigkeit, wie das Flugzeug, aus (1. Newtonsches Gesetz), sodass die Münze genau unter euch landet.

In y-Richtung führt die Gewichtskraft nach dem loslassen der Münze zu einer gleichmäßig beschleunigten Bewegung. Von außen betrachtet für die Münze einen waagerechten Wurf aus. Beobachtet man die Münze hingegen mit einer Kamera im Flugzeug würde man nur eine gerade Abwärtsbewegung beobachten können.

Station 3

Münze ins Glas

Auf ein leeres Glas wird eine Spielkarte gelegt und mittig darauf ein Turm aus einer leeren Streichholzschachtel und eine Münze gestellt. Nun soll einmal langsam und einmal schnell an der Spielkarte gezogen werden. Was passiert beim langsamen Ziehen, was beim schnellen Ziehen? 1. Stellt eine Hypothese auf, was jeweils passiert.2. Überprüft eure Hypothese in dem ihr die Experimente durchführt. 3. Macht ein Foto vom Versuchsaufbau und haltet eure Beobachtungsergebnisse schriftlich im BookCreator fest.4. Findet eine Erklärung für eure Beobachtung.

Benötigtes Material: 1 Glas1 Münze1 Spielkarte1 Streichholzschachtel

https://tools.fobizz.com/audio_recorder/public_files/b0975fcc-7de4-4e4b-b503-ccc35fa88142?token=58e8c4b74c67ceddf8e481782276b0be

Station 4

Gedankenexperiment

Stellt euch vor:Ein LKW und ein Moped stehen beide nebeneinander an einer roten Ampel. Wer von beiden wird anfangs schneller beschleunigen, wenn die Ampel auf grün schaltet?

Stellt eine Hypothese auf und haltet diese im BookCreator fest.

Station 4

Gedankenexperiment

1. Wovon ist die Beschleunigung eines Fahrzeugs abhängig? Stellt Hypotesen auf.2. Welches der beiden Fahrzeuge hat das größere Gewicht?Sucht im Internet nach dem typischen Gewicht der beiden Fahrzeuge (Moped - typisches Gewicht, LKW - max. mögliches Gesamtgewicht).3. Welches der Fahrzeuge hat den stärkeren Motor und somit die größere Antriebskraft?

Eine Hypothese ist eine begründete Vermutung.

Eine Hypothese ist eine begründete Vermutung.

Gewicht Moped: etwa 100kg max. Gewicht LKW: 40 bzw. 44t

Station 4

Gedankenexperiment

4. Berechnet die nötige Antriebskraft, wenn die Beschleunigung des LKWs 0,5 m/s2 betragen soll?5. Berechnet die Beschleunigung, die ein Moped mit gleicher Antriebskraft erreichen könnte.6. Wie ändert sich die benötigte Antriebskraft, wenn die Beschleunigung doppelt so groß sein soll?

1

2

Lösung:

Hinweise:

1

3

1

Achtet bei euren Berechnungen auf gleiche Einheiten!

Die Antriebskraft kann mithilfe der Grundgleichung der Mechanik (2. Newtonsches Axiom) berechnet werden!

F = m * a

Welche Zusammenhang besteht zwischen der Kraft F und der Beschleunigung a?

.

Denkt an eine Einheitenbetrachtung!

Station 5

Gekochtes Ei

Für Ostern wurden Eier gekocht. Leider sind sie mit den rohen Eiern vermischt worden. Mit folgendem Experiment soll festgestellt werden, welche der Eier schon gekocht sind und für Ostern angemalt werden können: Es werden nach einander beide Eier auf dem Tisch in Rotation versetzt. Anschließend wird kurz mit dem Finger auf das rotierende Ei getippt, damit diese kurz anhält. Was ist zu beobachten? Welches ist das rohe, welches das gekochte Ei? 1. Formuliert eine Hypothese.2. Überprüft diese durch ein passendes Experimente. 3. Haltet eure Experiment per Video fest, beschreibt in einer Audio-Datei eure Beobachtungsergebnisse. Fügt beides in BookCreator ein.4. Findet eine Erklärung für eure Beobachtung.

Benötigtes Material: 2 Eier (eins mit rotem Punkt und eins mit blauem Punkt)

Station 6

Simulation eines Crashs

1. Stellt eine Spielfigur auf einen Wagen und versetzt ihn in Bewegung. Lasst ihn nun gegen ein Hindernis prallen, so dass er abrupt abbremst, wie dies bei einem Crash mit einem Baum passieren könnte. a. Was geschieht mit der Figur? Macht ein kurzes Video von der Bewegung und schaut es euch mit der App iMovie in Zeitlupe an. (Dokumentation in BookCreator)b. Welche Konsequenzen ergeben sich daraus für eine reale Fahrt mit dem Auto?

Benötigtes Material: 1 Spielfigur1 Wagenein Buch oder ähnliches als Hindernis

Station 6

Simulation eines Crashs

2. Stelle anschließend die Figur abermals auf das Auto und versetzt diesem von hinten einen kräftigen Stoß, wie es bei einem Auffahrunfall durch ein nachfolgendes Auto passieren könnte.a. Was geschieht mit der Figur? Nehmt wieder ein kurzes Video von eurem Experiment auf und schaut es euch in Leitlupe an.b. Welche Konsequenzen ergeben sich daraus für eine reale Fahrt mit dem Auto?

Benötigtes Material: 1 Spielfigur1 Wagenein Buch oder ähnliches als Hindernis

Station 7

Kräftiger Atem

Auf den Tisch werden nebeneinander zwei Kugeln (eine Holzkugel und ein Tischtennisball) mit identischen Durchmessern gelegt und kräftig gegen gepustet. Was passiert?1. Formuliert eine Hypothese.2. Überprüft diese durch ein passendes Experimente. 3. Haltet eure Beobachtungsergebnisse in BookCreator fest.4. Findet eine Erklärung für eure Beobachtung.

Benötigtes Material: 1 Holzkugel1 Tischtennisball

Station 8

Und tschüss!

Zieht euch die Inline-Skates an und stellt euch beide an der auf dem Boden vor dem Lehrertisch markierte Linie so gegenüber, dass ihr euch anschaut. 1. Nun stoßt ihr euch kräftig mit den Händen von einander ab. 2. Im zweiten Versuch stößt sich nur Partner 1 an den Händen von Partner 2 ab, danach umgedreht. Was stellt ihr fest? Notiert in BookCreator.

Benötigtes Material: 2 Paar InlinerKreppklebeband

Station 9

Beispiele

Nennt, für jedes Newtonsche Axiom, 2 Beispiele aus dem Alltag und tragt diese unten in die entsprechende Spalte ein. Achtet darauf, dass eure Beispiele noch nicht genannt wurden.

Station 10

Zusammenfassung

In dieser Station geht es darum, dass Gelernte noch einmal zusammenzufassen. Erstellt dazu ein Quiz (mindesten 10 Aufgaben) zu den Newtonschen Axiomen bei learningapps. Tragt euer Quiz in die taskcards unten ein und wählt min. 1 Quiz einer anderen Gruppe aus, dass ihr löst. Viel Spaß!

Der Weltraum - unendliche Weiten. Wir befinden uns fernab aller Planetensysteme und Galaxien. Ihr rast mit eurem Raumschiff mutterseelenallein mit einer Geschwindigkeit von tausend Metern pro Sekunde durch den Orbit. Dann der Schreck: Der Tank ist leer. Frage: Werdet ihr mit eurem Raumschiff weiter unaufhörlich durch den Weltraum gleiten oder endet irgendwann einmal eure Bewegung?

Der Weltraum - unendliche Weiten. Wir befinden uns fernab aller Planetensysteme und Galaxien. Ihr rast mit eurem Raumschiff mutterseelenallein mit einer Geschwindigkeit von tausend Metern pro Sekunde durch den Orbit. Dann der Schreck: Der Tank ist leer. Frage: Werdet ihr mit eurem Raumschiff weiter unaufhörlich durch den Weltraum gleiten oder endet irgendwann einmal eure Bewegung?