Kräfte und Bewegungen. Die Schülerinnen und Schüler. beschreiben unterschiedliche Phänomene in Verkehrssituationen

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1 Jahrgangsstufe EF Unterrichtsvorhaben der Einführungsphase Kontext und Leitfrage Inhaltsfelder, Inhaltliche Schwerpunkte Kompetenzschwerpunkte Verkehrsphysik Wie lassen sich Bewegungen vermessen und analysieren? Zeitbedarf: ca. 40 Ustd E7 Arbeits- und Denkweisen K1 Dokumentation E2 Wahrnehmung und Messung E6 Modelle UF2 Auswahl K3 Präsentation Themenbereiche: Beschreiben von Bewegungen Geradlinige Bewegungen mit konstanter Geschwindigkeit Überholvorgang beschreiben unterschiedliche Phänomene in Verkehrssituationen erläutern die Größen Position, Strecke, Geschwindigkeit, Beschleunigung und ihre Beziehungen zueinander an unterschiedlichen Beispielen von Verkehrssituationen erschließen und überprüfen mit Messdaten und Diagrammen funktionale Beziehungen zwischen mechanischen Größen stellen Daten in Tabellen angemessen dar, erstellen skalierte t-s- und t-v-diagramme von Hand und mit digitalen Werkzeugen erläutern die Größen Position, Strecke, Geschwindigkeit sowie ihre Beziehung zueinander an unterschiedlichen Beispielen begründen Sachaussagen argumentativ ziehen erarbeitetes Wissen, Messergebnisse oder andere objektive Daten zur Begründung von mechanischen Vorgängen heran beurteilen und begründen die Zuverlässigkeit von E5 Auswertung K1: Dokumentation K3: Präsentation

2 Genauigkeitsangaben von Messwerten Geradlinige Bewegung mit veränderlicher Geschwindigkeit, Beschleunigung Fallbewegung unter Reibungseinfluss, freier Fall Messergebnissen und physikalischen Aussagen unterscheiden gleichförmige und gleichmäßig beschleunigte Bewegungen und erklären zugrundeliegende Ursachen bestimmen mechanische Größen mit mathematischen Verfahren und mit Hilfe einer Tabellenkalkulation entscheiden begründet, welche Größen bei der Analyse von Bewegungen zu berücksichtigen oder zu vernachlässigen sind. E4: Untersuchungen und Experimente E5: Auswertung UF3: Systematisierung Wurfbewegungen, Wurfarten, waagerechter Wurf Bezugssysteme Kreisbewegung vereinfachen komplexe Bewegungs- und Gleichgewichtszustände durch Komponentenzerlegung bzw. Vektoraddition planen selbständig Experimente zur quantitativen und qualitativen Untersuchung einfacher Zusammenhänge, führen sie durch, werten sie aus und bewerten die Ergebnisse und Arbeitsprozesse E5: Auswertung Newton sche Gesetze, Reibungskräfte Kräfte bei Kreisbewegungen Formen mechanischer Energie Energieübertragung vereinfachen komplexe Bewegungs- und Gleichgewichtszustände durch Komponentenzerlegung bzw. Vektoraddition reflektieren Regeln des Experimentierens in der Planung und Auswertung von Versuchen hinsichtlich Zielorientierung, Variablenkontrolle, Kontrolle von Störungen und Fehlerquellen geben Kriterien wie Objektivität, Reproduzierbarkeit, Widerspruchsfreiheit und Überprüfbarkeit an, um die Zuverlässigkeit von Messergebnissen und physikalischen Aussagen zu bewerten, und nutzen diese bei der Bewertung von eigenen und fremden Untersuchungen erläutern die verschiedenen mechanischen Größen zur Berechnung der unterschiedlichen Energieformen sowie des Impulses E4: Untersuchungen und Experimente

3 Arbeit, Leistung und Energiebilanz Impuls, Impuls und Kraft analysieren in verschiedenen Kontexten Bewegungen qualitativ und quantitativ sowohl aus einer Wechselwirkungsperspektive aus auch aus einer energetischen Sicht. verwenden Erhaltungssätze, um Bewegungszustände zu erklären sowie Bewegungsgrößen zu berechnen begründen argumentativ Sachaussagen, Behauptungen und Vermutungen zu mechanischen Vorgängen und ziehen dabei erarbeitetes Wissen sowie Messergebnisse oder andere objektive Daten heran. E3: Hypothesen

4 Weltbilder im Wandel der Zeit Wie kommt man zu physikalischen Erkenntnissen über unser Sonnensystem? Zeitbedarf: ca. 15 Ustd. Astronomische Weltbilder: Geozentrisches, heliozentrisches Weltbild Weltbild der Neuzeit Bewegungen am Himmel, Keplersche Gesetze Gravitationsgesetz Gravitationsfeld Kreisbewegungen Schwingungen und Wellen in Musik und Technik Mit lassen sich Schwingungsvorgänge und Wellen in Musik und Technik untersuchen? Zeitbedarf: ca. 25 Ustd. Merkmale von Schwingungen Gravitation Kräfte und Kreisbewegungen stellen Änderungen in den Vorstellungen zu Bewegungen und zum Sonnensystem vom Mittelalter zur Neuzeit dar ermitteln mit Hilfe der Keplerschen Gesetze und des Gravitationsgesetzes astronomische Größen beschreiben an Beispielen Veränderungen im Weltbild und in der Arbeitsweise der Naturwissenschaften, die durch die Arbeiten von Kopernikus, Kepler, Galilei und Newton initiiert wurden beschreiben Wechselwirkungen im Gravitationsfeld und verdeutlichen den Unterschied zwischen Feldkonzept und Kraftkonzept Schwingungen und Wellen beschreiben Schwingungen und Wellen als Störung eines Gleichgewichtes und identifizieren die dabei auftretenden Kräfte analysieren in verschiedenen Kontexten Bewegungen qualitativ und quantitativ sowohl aus ei- E6 Modelle B3 Werte und Normen E7 Arbeits- und Denkweisen UF3: Systematisierung E7: Arbeits- und Denkweisen E7: Arbeits- und Denkweisen B3: Werte und Normen UF1 Wiedergabe UF2 Auswahl K2 Recherche K3 Präsentation

5 Feder- und Fadependel Darstellung von Schwingungen im Zeigermodell Erzwungene Schwingungen, Resonanz Schwingungen in der Musik Ausbreitung von Wellen Schallwellen Harmonische Wellen Interferenz von Schallwellen ner Wechselwirkungsperspektive als auch aus einer energetischen Sicht unterscheiden gleichförmige und gleichmäßig beschleunigte Bewegungen und erklären zugrunde liegende Ursachen berechnen mit Hilfe des Newton schen Kraftgesetzes Wirkungen einzelner oder mehrerer Kräfte auf Bewegungszustände und sagen sie unter dem Aspekt der Kausalität vorher stellen Daten in Tabellen und sinnvoll skalierten Diagrammen von Hand und mit digitalen Werkzeugen angemessen präzise dar erläutert das Auftreten von Resonanz mit Hilfe von Wechselwirkung und Energie erklären qualitativ die Ausbreitung mechanischer Wellen (Transversal- oder Longitudinalwelle) mit den Eigenschaften den Ausbreitungsmediums bestimmen mechanische Größen mit mathematischen Verfahren und mit Hilfe digitaler Werkzeuge K1: Dokumentation K3: Präsentation K2: Recherche Summe Einführungsphase: 80 Stunden