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Newtons Axiome - Online-Unterricht
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Auto (von Lehrer oder Schüler), Maßband (mind. 50 m), Stoppuhren, Seil
Arbeitsblatt (dieses hier :-)) Applet: Fahrbahn |
Versuch im Freien, Partnerarbeit, Applet |
1-2 h |
Newtons Axiome
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Aufgaben
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Das Auto ruht. Warum bewegt es sich nicht?
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Das Auto soll beschleunigt werden. Was ist zu tun?
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Zuerst muss die Kinematik geklärt werden (wenn wir vereinfacht von einer gleichmäßig beschleunigten Bewegung ausgehen):
Wir messen mit dem Maßband die Strecke s = 50 m ab.
Wir messen die Zeit t, die das Auto für diese Strecke benötigt, wenn 1 / 2 / 3 Schüler/innen (mit voller Kraft!!) schieben (je drei Experimente mit Mittelwertbildung).
Mit der Formel s = 0,5 a t² können wir die Beschleunigung berechnen!- 1 Person 2 Personen 3 Personen s t a Was lässt sich näherungsweise zwischen der Beschleunigung und der Kraft, mit der geschoben wird, aussagen?
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Wenn wir das beschleunigte Auto loslassen, so rollt es weiter, wird aber langsamer. Warum?
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Um das beschleunigte Auto abzubremsen sollen drei Schüler/innen es am Seil ziehen.
Was stellen diese Schüler/innen fest? -
Stell' dir vor, es gibt keine Reibung. Wie verhält sich das Auto?
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Vervollständige die folgenden Sätze:
"Ein ruhendes Fahrzeug, auf dass keine äußeren Kräfte wirken ....
"Ein sich bewegendes Fahrzeug, auf dass keine äußeren Kräfte wirken .... - Laut Isaac Newton gilt für den Zusammenhang zwischen der Kraft F (die beschleunigt), der Masse m (die beschleunigt wird) und der Beschleunigung a:
F = m a
Erläutere damit alle vorhergehenden Ergebnisse. - Diese Formel wollen wir mithilfe des Applets näher untersuchen (bitte alles ohne Reibung). Kläre zuerst:
Die beschleunigende Kraft F ergibt sich aus der Gewichtskraft des Wägestücks: F = m g
Die Massen, die beschleunigt werden, sind die Massen beider Körper: m + M
Die Beschleunigung a lässt sich aus den Werten für s und t berechne: s = 0,5 a t²
Fertige eine Tabelle an und überprüfe für verschiedene Werte von M und m das Newtonsche Gesetz (z. B. für M = 1 kg, m = 0,01 kg / M = 0,5 kg, m = 0,01 kg / ...).