Thema der Stunde:
Beobachtungen und Versuche zur Trägheit der Masse und dem Begriff der Kraft
Vorbereitende Hausaufgabe:
  • Beobachtet Menschen in Fahrzeugen beim Anfahren und Bremsen.
  • Schreibt Eure Beobachtungen beim Anfahren des Fahrzeuges auf.
  • Was beobachtet ihr beim Bremsen und wenn es in eine Kurve fährt.
Hauptlernziel(e) der Stunde:
  • Trägheit ist die Eigenschaft von Körpern, ihren Bewegungszustand nicht zu ändern.
  • Alle Körper besitzen eine Masse. Sie ist an jedem Ort gleich und bestimmt, wie groß die Trägheit eines Körpers ist.
Kräfte lassen sich nur durch ihre Wirkungen erkennen:

  • Sie können einen Körper verformen, seine Geschwindigkeit vergrößern oder verkleinern, seine Bewegungsrichtung ändern.
  • Die Wirkung einer Kraft auf einen Körper hängt von ihrem Betrag, ihrer Richtung und dem Angriffspunkt ab.
  • Wird der gleiche Kraftmesser durch zwei Kräfte gleich weit gedehnt, so haben die Kräfte den gleichen Betrag.
  • Die Krafteinheit wird durch die Anzeige auf einem Normkraftmesser festgelegt.
  • Die Einheit der Kraft ist 1 N (1 Newton).
Wie erfolgt die Ergebnissicherung?
Versuche zur Masse: Nach Verfügbarkeit der Materialien, alternativ durch gedankliche Aufbereitung bekannter Situationen im Alltag

  • V1: Wagen mit Holzklotz wird beschleunigt oder gebremst
  • V2: Auf einem großen Rollwagen steht ein kleiner Rollwagen
  • V3: Wurf von Volleyball und Medizinball
  • V4: Unbeladener und beladener Elektrowagen fährt gegen ein Papierband
Schriftliche Ausarbeitungen zu folgenden Aufgaben

  • A1 Ein beladener Lkw hat eine fünf- bis zehnmal so große Masse wie ein Pkw. Mache Aussagen über die Trägheit der beiden Fahrzeuge. Wie macht sich der Unterschied bemerkbar, wenn das Fahrzeug zum Beispiel gegen eine Mauer oder einen Baum fährt?
  • A2 Fertige eine Liste unterschiedlicher Gegenstände an und finde ihre Masse heraus. Wenn du keine passende Waage zur Hand hast, vergleiche mit bekannten Massen und schätze den Wert. Rechne am Ende alle Massen, die in anderen Einheiten angegeben sind, in Kilogramm um.
Versuche zur Kraft: Nach Verfügbarkeit der Materialien, alternativ durch gedankliche Aufbereitung bekannter Situationen im Alltag

  • V1 Eine Blattfeder liegt auf zwei Holzklötzen. Belaste sie mit einem Stein, biege sie mit der Hand durch.
  • V2 Versetze einen ruhenden Wagen mit der Hand in Bewegung und bremse ihn wieder ab. Rolle ihn dann gegen eine Feder. Beschreibe die Beobachtungen genau.
  • V3 Wirf mehrere gleiche Bälle aus Knetgummi nacheinander auf den glatten Boden. Betrachte die Bälle hinterher und vergleiche die unterschiedlichen Würfe.
  • V4 Werfe einen Medizinball und einen Basketball. Finde Ursachen für die unterschiedlichen Geschwindigkeiten und Weiten der Würfe.
  • V5 Lass ein Spielzeugauto über den Tisch rollen und blase mit einem Föhn aus verschiedenen Richtungen dagegen.
  • V6 Schiebe einen aufrecht stehenden Holzquader vorsichtig mit dem Finger an. Schiebe einmal unten in der Mitte, einmal oben in der Mitte und einmal unten an einer Seite jeweils etwa gleich stark.
    Beschreibe die Unterschiede der drei Versuchsteile.
Schriftliche Ausarbeitungen zu folgenden Aufgaben

  • A1 Finde weitere Situationen aus dem Bereich Sport, bei denen Kräfte auftreten. Gib für jede Kraft den Angriffspunkt und die Richtung an.
  • A2 Beschreibe, wie sich die Flugbahn eines Volleyballs nach der Angabe ändern könnte, wenn der Betrag der Kraft, ihre Richtung oder ihr Angriffspunkt verändert werden.
Hausaufgabe zur nächsten Stunde:
Informiert Euch über Messgeräte in Eurem Umfeld.

  • Mit welchem Gerät werden die Zutaten beim Kochen und Backen abgewogen?
  • Wie sieht die Skala der Waage aus?
  • In welcher Einheit werden in Koch- und Backrezepten die Menge der Zutaten, z.B.: Zucker, Salz und Mehl angegeben?
  • Wie wird das Gewicht von Personen bestimmt?
    Wie ist die Skala der verwendeten Messgeräte aufgebaut?
    In welchen Einheiten wird das Gewicht von Personen angegeben?
  • In welchen Einheiten wird das Gewicht von Lastkraftwagen angegeben?
    Was haben Personenkraftwagen und Lastkraftwagen mit der Kraft zu tun?
Anlagen:
  • Schülerbuch Klett Impulse 7/8, Niedersachsen, Seite 98 bis 102
  • Schüler können sich das unten genannte Video ansehen wenn sie den Unterricht versäumt haben. Die gezeigten Versuche passen gut zum Inhalt des Lehrbuches. Sie eignen sich auch zur Wiederholung des Themas Masse und Kraft:
    Südwestfunk-Telekolleg – Physik – 06 Die Masse macht’s, Video 28 Minuten.

http://youtu.be/IF7AJT7diew?t=8m2s

Einstiegspunkte im Video

Bewegung in der Schwerelosigkeit 3:10
Kleine Bahn in großer Straßenbahn 4:00
Eisenbahn mit Kugel fährt in eine Kurve 7:00
Trägheit eines Wasserglases 9:00
Expander, Kraftmessung im Bus 10:00
Einheit der Kraft: Newton 11:00
Gewichtskraft (Apollo) 24:40
Crashtest (Unfall mit 53 km/h) 26:30