Unterrichtsmaterialien Physik
1735 MaterialienIn über 1735 Dokumenten und Arbeitsblättern für das Fach Physik findest du schnell die passenden Inhalte für deine nächste Stunde. Jetzt kostenlos testen und mehr Materialien nach der Anmeldung entdecken!
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Was ist Experimentieren? - Populäre Sichtweisen unter der LupeExperimentieren – das ist unbestritten ein zentrales Element naturwissenschaftlicher Forschung. Aber was ist unter „Experimentieren“ eigentlich genau zu verstehen? Welche Rolle spielt das Experiment in den Erkenntnisprozessen der Naturwissenschaften? Im Folgenden geht es daher um einen kritischen Blick auf das Experimentieren in der Physik sowie um den Vergleich zum Experimentieren im Physikunterricht.
Keplers Gesetze
5-13. Klasse
Sekundarstufe
4 SeitenKeplers Gesetze5-13. KlasseSekundarstufe4 SeitenTesten kostet nichts
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Ist der Sommer länger als der Winter? - M1-M4Das heliozentrische Weltbild des Kopernikus (M 1) beantwortet noch nicht die Frage, die unserer Arbeitseinheit zugrunde liegt. Es erklärt nicht die damals durchaus bekannte Tatsache der unterschiedlichen Länge der Jahreszeiten. Die Antwort dazu, nämlich dass die Erde die Sonne auf einer Ellipse umkreist, in deren einem Brennpunkt die Sonne steht, hat Johannes Kepler in seinem ersten Gesetz gegeben (M 2). Keplers zweites Gesetz führt zu dem Gravitationsgesetz von Newton. Hier wird bereits die Gravitationskonstante G eingeführt. Das Material M 3 veranlasst die Schüler, sich intensiv mit der Ellipse und ihrer Gesetzmäßigkeit auseinanderzusetzen. Die Ableitungen der Länge der beiden Hauptachsen und der Entfernung h der Erde von der Sonne in den Äquinoktien werden gegeben. Die Schüler die geforderten Strecken selbstständig ableiten zu lassen, wäre in vielen Fällen eine Überforderung der Schüler. Das könnte zu Lustlosigkeit und Desinteresse an den späteren Aufgaben führen. Das Material M 4 dient der Erfolgskontrolle. Waren die Schüler bei den vorigen Arbeitsmaterialien zu flüchtig, dann würden sie bereits bei der Ellipse des Gärtners scheitern.
Keplers Gesetze11-13. KlasseBerufliche Schule6 SeitenKeplers Gesetze11-13. KlasseBerufliche Schule6 Seiten
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Offene KometenbahnDer Flächensatz von Johannes Kepler gilt sogar für Satelliten, die ihren Zentralkörper auf einer elliptischen Bahn umlaufen. Wir gehen der Frage nach, ob dieser Satz, auch zweites Kepler'sches Gesetz genannt, auch für parabelförmige Kometenbahnen gilt.
Keplers Gesetze11-12. KlasseBerufliche Schule14 SeitenKeplers Gesetze11-12. KlasseBerufliche Schule14 Seiten
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Lehrtexte - Teil 6Atmosphäre; Das geozentrische Weltbild; Das heliozentrische Weltbild; Keplersche Gesetze; Silbenrätsel; Steckbrief Mars
Astronomie7-13. KlasseSekundarstufe6 SeitenAstronomie7-13. KlasseSekundarstufe6 SeitenVerwandte Themen
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Das Planetensystem - Teil 2Kepler’sche Gesetze; Planetenschleifen; Stellung und Sichtbarkeit von Planeten
Keplers Gesetze7-9. KlasseSekundarstufe 112 SeitenKeplers Gesetze7-9. KlasseSekundarstufe 112 Seiten
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Ist der Sommer länger als der Winter? - M5-M7Die beiden Materialien M 5 und M 6 bilden den logisch auf den gewonnenen Vorerkenntnissen basierenden Kern der Lerneinheit. Sie führen zur Antwort auf die gegebene Frage nach der unterschiedlichen Länge der Jahreszeiten. Die Schüler dürften sich inzwischen hinreichend in die Materie eingearbeitet haben. Zwar werden auch in dem Material M 5 die Ableitungen für die Berechnung der mittleren Erdgeschwindigkeit und der Sonnenmasse gegeben, aber in den Aufgaben zu M 5 wird den Schülern abverlangt, dass sie die Berechnungen mit nur geringen Vorgaben selbstständig durchführen. Die Aufgabe 2 (Sonnenmasse) ist von der Lösung der Aufgabe 1 (mittlere Geschwindigkeit der Erde) abhängig. Deshalb können beide gleichzeitig ausgegeben werden. Die Aufgabe 3 (Mittelpunktswinkel), Aufgabe 4 (Erdgeschwindigkeit auf den Teilstücken), Aufgabe 5 (Bogenlängen) und Aufgabe 6 (Durchlaufzeiten) von Material M 5 bauen aufeinander auf. Sie sollten unbedingt nacheinander bearbeitet werden und nur dann, wenn die vorherige Aufgabe richtig gelöst ist. Würden die Schüler mit fehlerhaften Ausgangswerten weiterrechnen, dann kämen natürlich unsinnige Werte heraus. Lustlosigkeit, Unmut und Resignation wären gegeben. Besprechen Sie daher die Ergebnisse der Schüler im Plenum, bevor diese sich der nächsten Aufgabe widmen. Das Material M 6 setzt sich zunächst mit der fehlerhaften Aussage, dass der Sommer länger als der Winter sei, auseinander. Vielmehr muss man von der Zeit zwischen den beiden Äquinoktien, also vom Frühjahr-Sommer-Halbjahr und vom Herbst-Winter-Halbjahr sprechen. Die Überlegungen gelten alle für einen Beobachter auf der Nordhalbkugel – auf der Südhalbkugel sind die Jahreszeiten entgegengesetzt. Vereinfachend werden hier die Bezeichnungen ‚Sommerbogen’ und ‚Winterbogen’ gebraucht, deren Länge in Aufgabe 1 zu bestimmen ist. Daraus kann man die beiden Durchschnittsgeschwindigkeiten (Aufgabe 2) und dann endlich die Umlaufzeiten im ‚Sommerbogen’ und im ‚Winterbogen’ (Aufgabe 3) berechnen. Ein Vergleich mit den kalendarischen Zeiten (Aufgabe 4) zwischen den Herbstanfängen 2019 und 2020 zeigt den Schülern, dass wir trotz der Näherungsformeln und der relativ groben Ausgangswerte doch erfreulich genaue Ergebnisse erzielt haben. Das Material M 7 fordert dazu auf, eine Utopie zu berechnen. Wann würde die Erdachse senkrecht stehen (Aufgabe 1) und was würde sich hinsichtlich der Sonnenhöhe und der Jahreszeiten ändern (Aufgabe 2)? Meteorologischen und biologischen Spekulationen wären hier Tür und Tor geöffnet.
Keplers Gesetze11-13. KlasseBerufliche Schule7 SeitenKeplers Gesetze11-13. KlasseBerufliche Schule7 Seiten
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EinführungDer ungebremste Aufprall der Raumsonde DART auf den Asteroiden-Mond Dimorphos im September 2022 sollte zeigen, inwieweit sich die Bahn des Asteroiden durch eine solche Kollision verändern lässt. Für die Erforschung von Abwehrmöglichkeiten vermeintlich gefährlicher Asteroiden war dies eine sehr bedeutsame Mission der NASA. Dieses motivierende Unterrichtsmaterial ermöglicht Ihren Schülerinnen und Schülern, die Auswirkungen der DART-Kollision theoretisch wie auch anhand realer Messungen nachzuvollziehen und mithilfe der Gesetze der Kreisbewegung, der Impulserhaltung, dem Gravitationsgesetz und dem dritten Gesetz von Kepler eigenständig zu berechnen.
Astronomie11-13. KlasseGymnasium4 SeitenAstronomie11-13. KlasseGymnasium4 Seiten
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