Vektoren in der Mechanik

Modul 3

In dem Modul Vektoren in der Mechanik werden Unterrichtsmaterialien zur Verfügung gestellt, anhand derer der Vektorcharakter und die vektorielle Addition physikalischer Größen zunächst über die Geschwindigkeit eingeführt werden. Hierbei werden von Beginn an Bewegungsvorgänge im Zweidimensionalen betrachtet. Der Geschwindigkeitsaddition zugrunde liegt die Vermittlung einer Zusatzgeschwindigkeit per Kraftstoß.

Die Vektoraddition wird auf den Impuls übertragen, um schließlich über die Impulsänderung zur Newtonschen Bewegungsgleichung zu gelangen. Durch den Zugang über das Tore-Schießen beim Fußball ist der Unterrichtsgang kontextorientiert gestaltet.
Der Zugang zur Kraft und alle weiteren Betrachtungen orientieren sich an einem dynamischen Kraftbegriff, um die Kraft in den Zusammenhang mit Wechselwirkung von Körpern (Feldern) zu bringen und die Fehlvorstellung von Kraft als Eigenschaft eines Körpers zu vermeiden.

Innerhalb von Fall- und Wurfbewegungen werden ein Lernzirkel zum freien Fall, Materialien zum senkrechten Wurf nach oben, sowie umfangreiche Materialien zu Fallen in Luft angeboten. Des Weiteren werden die Schülerinnen und Schüller innerhalb der Fall- und Wurfbewegungen durch bereitgestellte Tabellenkalkulationsdateien und entsprechende Aufgabenstellungen sukzessive an das Modellieren von Bewegungen herangeführt.
Die Materialien sind größtenteils so gestaltet, dass die Schülerinnen und Schüler die Inhalte mit einem hohen selbstgesteuerten Anteil erarbeiten. Dies wird in der Erarbeitungs- und Übungsphase vorwiegend durch gestufte Hilfen ermöglicht. Zur Selbstdiagnose finden sich im Material Faltblätter, sowie Begriffskarten für Strukturlegen.