Fadenpendel
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Diese Seite ist Teil einer Materialiensammlung zum Bildungsplan 2004: Grundlagen der Kompetenzorientierung. Bitte beachten Sie, dass der Bildungsplan fortgeschrieben wurde.
Hinweis
Es wird darauf hingewiesen, dass für jedes Experiment entsprechend der eigenen Durchführung vor der erstmaligen Aufnahme der Tätigkeit eine Gefährdungsbeurteilung durchgeführt und dokumentiert werden muss. Jede fachkundige Nutzerin/jeder fachkundige Nutzer muss die aufgeführten Inhalte eigenverantwortlich prüfen und an die tatsächlichen Gegebenheiten anpassen.
Weder die Redaktion des Lehrerfortbildungsservers noch die Autorinnen und Autoren der veröffentlichten Experimente übernehmen jegliche Haftung für direkte oder indirekte Schäden, die durch exakten, veränderten oder fehlerhaften Nachbau und/oder Durchführung der Experimente entstehen. Weiterführende Informationen erhalten Sie unter www.gefahrstoffe-schule-bw.de
In den Physikbildungsstandards stehen folgende Kompetenzen:
- Kompetenz Nr. 3: Formalisierung und Mathematisierung in der Physik
- Die Schülerinnen und Schüler können den funktionalen Zusammenhang zwischen physikalischen Größen erkennen, grafisch darstellen und Diagramme interpretieren und sie können funktionale Zusammenhänge selbstständig finden
- Kompetenz Nr. 4: Spezifisches Methodenrepertoire der Physik
- Die Schülerinnen und Schüler können Zusammenhänge zwischen physikalischen Größen untersuchen, Experimente selbstständig planen, durchführen, auswerten, grafisch veranschaulichen und einfache Fehlerbetrachtungen vornehmen. Sie können computerunterstützte Messwerterfassungs- und Auswertungssysteme im Praktikum selbstständig einsetzen.
- Kompetenz Nr. 8: Grundlegende physikalische Größen
- Neben dynamischen Betrachtungsweisen ... können die Schülerinnen und Schüler mit weiteren grundlegenden physikalischen Größen umgehen: Inhalte: Kraft, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Entropie (Entropieerzeugung), qualitativ: Zentripetalkraft
- Kompetenz Nr. 9: Strukturen und Analogien
- Die Schülerinnen und Schüler können ... ihre Vorstellungen und Ausdrucksweisen über Schwingungen in eine angemessene Fachsprache und mathematische Beschreibung überführen. Grundkenntnisse werden bei folgenden Themen erwartet - Inhalte: Schwingung, harmonische mechanische ... Schwingung, Differenzialgleichung
Das Fadenpendel ist wohl ein Standardversuch ... Zerlegung der Rückstellkraft ... Deduktion, dass bei kleinen Auslenkungen eine harmonische Schwingung angenommen werden kann. Auf der Basis dieser Lernvoraussetzungen kann man folgende Arbeitsaufträge formulieren.
Versuchs-Material
- Notebook, Daten-Logger-Software
- Faden, Pendelkörper, Stativstange, Muffe, Querstange usw.
- Datenlogger, Netzteil, USB-Verbindungskabel
- Drehbewegungssensor, Kraftsensor
Hypothese/Theorie → Vorhersage
- [V.01]
- Welches Kraft-Auslenkungs-Diagramm erwarten Sie intuitiv, bei der Fadenpendelschwingung.
- [V.02]
- Leiten Sie das Kraft-Auslenkungs-Diagramm deduktiv ab!
- [V.03]
- Welche Rolle spielt die Entropie bei diesem Experiment?
Vorhersage → Experiment
-
Installieren Sie das Fadenpendel, das Notebook, den Datenlogger und die Daten-Logger-Software; der Kraftsensor wird auf die Achse des Drehbewegungssensors montiert. Eventuell verwendet man Klebeband zur
Achsenerweiterung
, damit man den Kraftsensor stabil montieren kann. - Überprüfen Sie Ihre Vorhersagen in einem passenden Experiment
Reflexion
-
Diskutieren Sie
Abweichungen
zwischen Ihren Vorhersagen und den Messergebnissen!
Download des gesamten Workshops 2
Workshop 2: Experiment - Messerfassung: Herunterladen [pdf] [1,2 MB]
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