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Illustrierende Aufgaben zum LehrplanPLUS

Fach- und Berufsoberschule, Physik, Jahrgangsstufen 11 und 12

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Kinematik - Multiinterview

Stand: 14.09.2018

Jahrgangsstufen FOS 11, BOS 12

Fach/Fächer Physik

Übergreifende Bildungs-

und Erziehungsziele

Benötigtes Material Zugeschnittene Aufgabenkärtchen

(11 mal 3 Kärtchen)

Kompetenzerwartung

Lehrplan Physik FOS 11 (T) LB 1

Lehrplan Physik BOS 12 (T) LB 1

Die Schülerinnen und Schüler…

erstellen und interpretieren Zeit-Ort-, Zeit-Geschwindigkeit- und Zeit-Beschleunigung-Dia-

gramme von linearen Bewegungen, auch mit nicht konstanter Beschleunigung in alltags-

relevanten Kontexten. Sie stellen Zusammenhänge zwischen diesen Diagrammen her, um

Aussagen über Orts-, Geschwindigkeits- und Beschleunigungsänderungen sowie über

mittlere und momentane Geschwindigkeits- und Beschleunigungswerte zu treffen. Dabei

setzen sie elementare geometrische und analytische Verfahren zur Berechnung von

Maßzahlen von Flächeninhalten und Steigungen ein.



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Aufgabe

Zwei Fahrzeuge bewegen sich gleichförmig gleich orientiert. Sie passieren einen bestimmten Ort zeitlich nacheinander mit der Zeitdifferenz 3 st . Das zweite Fahrzeug hat eine

um den Faktor 3 höhere Geschwindigkeit als das erste.

Abbildung 1: 𝑡 − 𝑠 - Diagramm 1

1 13 ( )

, ,s sv t v t t

Nr. 1



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Zwei Fahrzeuge bewegen sich gleichförmig gleich orientiert. Das erste Fahrzeug hat zum Zeitpunkt 0t einen Vorsprung von 50 m und ist nur halb so schnell wie das zweite Fahrzeug.


1 1 0( ) ,ss t v t s

2 1( ) 2 ,ss t v t

Nr. 2



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Ein Autofahrer beschleunigt, um zu überholen. Anschließend fährt er mit der dabei erreichten Geschwindigkeit weiter.

Abbildung 3: 𝑡 − 𝑣 - Diagramm 1

m( ) 0 37 60 s 90 s

s², ,xv t t t

Nr. 3



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Ein LKW bremst ab und verhindert damit, dass er von hinten auf einen anderen LKW auffährt.

Abbildung 4: 𝑡 − 𝑥 - Diagramm 1

1

km( ) 36

h,xv t

2

km( ) 36 10 s

h, ,xv t t

Nr. 4



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Ein Auto mit fünf Gängen beschleunigt während der Zeitspanne 10 st aus der Ruhe auf eine bestimmte Endgeschwindigkeit.

Abbildung 5: 𝑡 − 𝑎 - Diagramm 1

m

10 27 5s

,sv s

Nr. 5



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Ein Schüler rennt dem von ihm verpassten Bus hinterher, welcher von der Haltestelle mit konstanter Beschleunigung abfährt.


min 1 mx

Nr. 6



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Zwei Züge fahren auf eingleisiger Strecke aufeinander zu und halten kurz an einem Bahnhof, um sich dort gefahrlos zu begegnen.


2 2( ) 6 km, 4 min,ss t v t t

Nr. 7



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Das Fahrzeug A überholt ein Fahrzeug B auf der Autobahn. Der Fahrer des überholten Fahrzeugs B beschleunigt ab dem Moment, in dem er überholt wurde. Dabei holt der das Fahrzeug A wieder ein.


1 2(20 s) (20 s)=700 mx x

Nr. 8



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Zwei Fahrzeuge begegnen sich auf einer schneeglatten Landstraße. Die Geschwindigkeiten beider Fahrzeuge sind der Verkehrssituation nicht angemessen. Ein Fahrzeug kommt auf die Fahrbahn des Gegenverkehrs ab und die Fahrer schaffen es trotz Bremsen nicht mehr, einen Crash zu verhindern.


21 02

m m( ) 2 0 30

ss,x t t t x

22 2

m m( ) 2 0 25

ss,x t t t

Nr. 9



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Ein Flugzeug kommt nach der Landung auf der Rollbahn zum Stehen.

Abbildung 10: 𝑡 − 𝑣 - Diagramm 2

Brems 0 42 km,s

Nr. 10



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Ein Schwarm Zugvögel fliegt zum Überwintern an die Mittelmeerküste Afrikas und macht zweimal einen mehrstündigen Stopp.


km75

hxv

Nr. 11



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Hinweise zum Unterricht

Zielsetzung und Idee der Aufgabe…

…ist es, Vorgänge aus der Kinematik mithilfe verschiedener Darstellungsformen zu

beschreiben. Die Beschreibung beispielsweise eines bestimmten Überholvorgangs wird in

drei verschiedenen Darstellungsformen gegeben:

beschreibende Form durch einen Text

grafische Form im Diagramm

symbolische Form durch Bewegungsgleichungen.

Die drei Formen sind auf drei separate Aufgabenkarten aufgeteilt, aber einander eindeutig

zuordenbar. Für die Unterrichtseinheit benötigt man die Beschreibungen mehrerer

unterschiedlicher kinematischer Vorgänge, die - in ihre drei Darstellungsformen aufgeteilt -

ein Set von Beschreibungen ergeben (Anzahl Beschreibungen = 3 x Anzahl Vorgänge). Die

Aufgabe der Schülerinnen und Schüler besteht darin, ausgehend von einer Aufgabenkarte

die dazugehörigen Aufgabenkarten bzw. ihre „Aufgabenpartner“ zu ermitteln. Die Kontrolle

der Richtigkeit erfolgt gemeinsam mit der gesamten Klasse.

Abschließend kann die Aufgabenstellung erweitert werden, indem die Schüler fehlende

Werte ermitteln oder eine entsprechende Aufgabe formulieren sollen.

Mögliche Abläufe

Ablauf 1:

Jeder Schüler erhält ein Kärtchen und sucht im Partnerinterview die beiden anderen zu

seiner Aufgabe passenden Mitschüler.

Ablauf 2:

Alle Schüler versammeln sich im Kreis. Der Reihe nach darf jeder eine Information, seine

Aufgabe betreffend, in der Runde vorstellen. Z. B.: „In meinem t - s -Diagramm sind zwei

Geraden eingetragen.“ Nach der Vorstellungsrunde suchen die Schüler ihre passenden

Mitschüler.

Ablauf 3:

Alle Schüler bewegen sich frei im Klassenzimmer und halten ihre Karte gut sichtbar vor sich.

Es darf nicht gesprochen werden. Nach einer vorgegebenen Zeit sammeln sich die

Aufgabenpartner.

Unabhängig vom gewählten Ablauf kann jeder Schüler entweder eine Karte oder auch

mehrere Karten erhalten.

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