Körper in Bewegung Kreisbewegung

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Didaktische FWU-DVD
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Körper in Bewegung
Kreisbewegung
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(z. B. Film, Filmsequenz, Bild etc.) ansteuern und mit Enter starten. Auch die
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steuern Sie mit den Pfeiltasten an und
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• Der Button „Hauptmenü“ führt zurück zum Hauptmenü.
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• Die meisten Bildschirmtafeln bieten
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• Stehen innerhalb eines Menüpunktes
mehrere Bilder oder Grafiken zur Verfügung, können Sie mit den Buttons
„>“ und „<“ zwischen diesen Bildern oder Grafiken vor- und zurückblättern.
Aus dem laufenden Film oder einer laufenden Filmsequenz gelangen Sie mit
der Taste Menu oder Title der Fernbedienung wieder in das Ausgangsmenü
zurück.
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Bezug zu Lehrplänen und
Bildungsstandards
Die Schülerinnen und Schüler
• führen Bewegungsänderungen von
Körpern auf das Wirken von Kräften
zurück.
• erläutern die Bedeutung des Trägheitsgesetzes und des Wechselwirkungsgesetzes.
• beschreiben den Unterschied zwischen einem Inertialsystem und einem beschleunigten Bezugssystem.
• wenden ihre Kenntnisse über die
Kreisbewegung im Inertialsystem
und im beschleunigten Bezugssystem in konkreten Sachzusammenhängen an.
• entwickeln auf der Grundlage von
Beobachtungen (z.B. an Alltagsgegenständen) verallgemeinernde
Hypothesen zu Kraftwirkungen und
überprüfen diese experimentell.
• nutzen physikalisches Wissen zum
Bewerten von Risiken und Sicherheitsmaßnahmen im Alltag (Einflussfaktoren bei Kurvenfahrten im Straßenverkehr).
• diskutieren Arbeitsergebnisse und
Sachverhalte (z. B. alltagsbezogene
Beispiele) unter physikalischen Gesichtspunkten.
Zum Inhalt
„Körper in Bewegung – Kreisbewegung“ – Film (21 min)
Bewegungen in der Natur sind meistens
sehr komplex. So auch die gleichförmige
Kreisbewegung. Durch das vereinfachende Modell eines Massepunktes kann
man sie jedoch sehr gut beschreiben.
Auf sehr unterhaltsame Weise wird in
diesem Film erklärt, was eine Kreisbewegung ausmacht und wie und wo hier
Kräfte wirken. Weiterhin wird der Unterschied zwischen beschleunigten und
ruhenden Bezugssystemen erläutert und
mit Alltagsbeispielen veranschaulicht.
Die dort jeweils wirkenden (Schein)Kräfte werden genauer unter die Lupe genommen und verglichen. Den Abschluss
bildet die Corioliskraft. Ihre Entdeckung
mittels des foucaultschen Pendels und
ihre Ausprägung auf der Erde werden
im letzten Teil des Filmes behandelt.
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Menü „Kreisbewegung im
ruhenden Bezugssystem“
(Sequenzen / Bilder)
alen Körper und so eine Vereinfachung
der Wirklichkeit. Dadurch können viele
Berechnungen und Beschreibungen erleichtert werden.
Ruhe und Bewegung
(Filmsequenz 1:00 min)
Wenn ein Körper seine Lage gegenüber
einem anderen Körper nicht verändert,
ist er in Ruhe.
In Bezug zum Universum ist er auf der
Erde jedoch nie in Ruhe. Man betrachtet
Bewegung und Ruhe also relativ.
Gleichförmige Kreisbewegung
(Filmsequenz 1:20 min)
Bewegt sich ein Körper auf einer Kreisbahn mit konstanter Geschwindigkeit,
so nennt man seine Bewegung „gleichförmige Kreisbewegung“. Sie kann physikalisch genau beschrieben werden.
Modell Massepunkt
(Filmsequenz 1:00 min)
Bewegungen von Körpern sind meist
sehr komplex und können kaum komplett beschrieben werden. Das Modell
Massepunkt ist ein Modell für einen re-
Kurvenkräfte (Filmsequenz 6:50 min)
Erst eine Kraft ruft eine Bewegungsänderung hervor, das heißt, sie macht einen
Körper schneller oder langsamer oder
lenkt ihn aus seiner Richtung ab. Soll sich
ein Körper im Kreis bewegen, muss er
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dauernd seine Richtung ändern. Es muss
also ständig eine Kraft auf ihn wirken.
Diese Kraft ist zum Kreismittelpunkt gerichtet und heißt Zentripetalkraft.
Gleichförmige Kreisbewegung (Bild)
Am Bild eines Riesenrads können die
wichtigsten Parameter einer Kreisbewegung erarbeitet werden. Über Info-ein
kann man diese abrufen.
Zentripetalkraft (Bild)
Die Zentripetalkraft bewirkt die Richtungsänderung eines sich im Kreis bewegenden Körpers. Sie kann hier an
einem Bild eines Karussells erarbeitet
werden. Über Info-ein erscheint ein erläuternder Text.
Menü „Kreisbewegung im
beschleunigten Bezugssystem“
(Sequenzen / Grafik / Bild)
Inertialsystem und beschleunigtes
Bezugssystem (Filmsequenz 4:10 min)
In einem beschleunigten Bezugsystem
gibt es Scheinkräfte wie zum Beispiel
Trägheitskräfte. Hier gilt das newtonsche
Trägheitsgesetz nicht. In einem ruhenden Bezugssystem, einem Inertialsystem,
gibt es keine Scheinkräfte. Hier gilt das
newtonsche Trägheitsgesetz.
Kreisbewegungen aus unterschiedlichen Bezugssystemen
(Filmsequenz 1:40 min)
Je nachdem, ob man sich in einem beschleunigten oder in einem ruhenden
Bezugssystem befindet, kann man bestimmte Kräfte wahrnehmen. Im beschleunigten Bezugssystem wirkt zusätzlich zur Zentripetalkraft auch noch die
Zentrifugalkraft. Im ruhenden Bezugssystem hingegen wirkt nur die Zentripetalkraft.
Foucaultsches Pendel und Corioliskraft
(Filmsequenz 4:10 min)
Dass sich die Erde dreht, konnte im Jahr
1851 mithilfe des foucaultschen Pendels
nachgewiesen werden. Hier verändert
eine Scheinkraft die Pendelebene – die
Corioliskraft. Sie wirkt auch auf der Erde.
Und auch im Kleinen – wie beispielsweise
auf einem Karussell – wird sie sichtbar.
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Beschleunigtes und ruhendes Bezugssystem (Grafik)
Auf dieser Tafel werden die Eigenschaften des beschleunigten und des ruhenden Bezugssystems noch einmal zur
Übersicht gegenübergestellt.
Zentrifugalkraft (Bild)
Die Zentrifugalkraft, auch Fliehkraft genannt, ist eine Trägheitskraft, die ein
Beobachter wahrnimmt, der sich in einem rotierenden Bezugssystem befindet.
Sie kann hier an einem Bild eines Karussells erarbeitet werden. Über Info-ein
erscheint ein erläuternder Text.
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Interaktion im ROM-Teil
Kräfte im Karussell
In der Interaktion können die Schülerinnen und Schüler die an einem Karussell
wirkenden Kräfte selbstständig untersuchen. Dazu können die Parameter „Umlaufzeit“, „Kettenlänge“; „Masse“ und
der „Abstand von der Drehachse“ variiert
werden.
Verwendung im Unterricht
Die didaktische DVD ist für den PhysikUnterricht sowohl für die Sekundarbereich I ab Klasse 7 als auch den Sekundarbereich II konzipiert. Die Schülerinnen
und Schüler erhalten einen Überblick
über die Kräfte, die bei einer Kreisbewegung wirken und verschiedene Bezugssysteme.
Die didaktische DVD behandelt folgende
Themenschwerpunkte:
• Gleichförmige Kreisbewegung
• Kurvenkräfte
• Beschleunigung
• Inertialsystem und beschleunigtes
Bezugssystem
• Zentrifugalkraft
• Zentripetalkraft
• Foucaultsches Pendel
• Corioliskraft
Die Vielzahl der Medien (Film, Sequenzen, Bilder, Grafiken) kann in verschiedenen Unterrichtseinheiten eingesetzt werden. Es ist hilfreich, sich zunächst die
Programmstruktur zur Hand zu nehmen,
die einen guten Überblick über die auf
der DVD vorhandenen Medien gibt.
Ergänzend werden im ROM-Teil der DVD
zahlreiche Arbeitsblätter als PDF-Dateien angeboten sowie eine Interaktion,
die eine motivierende, spielerische Erarbeitung und Vertiefung der Lerninhalte
fördert. Die Datei unter der Rubrik „Verwendung im Unterricht“ gibt Hinweise
zum Einsatz im Unterricht sowie detaillierte Beschreibungen der einzelnen auf
der DVD vorhandenen Materialien.
Methodische Hinweise
Der ROM-Teil dieser DVD enthält neben
den umfangreichen Arbeitsmaterialien
auch die Arbeitsblätter und den Filmkommentar als PDF- und Word-Dokument.
• Die PDF-Dateien können ausgedruckt werden.
• Die PDF-Dateien zum Ausfüllen
können direkt am Computer ausgefüllt, abgespeichert und ausgedruckt
werden.
• Die Word-Dateien (im Ordner „Arbeitsmaterial/Lehrer/Word_Dateien“) können bearbeitet und so individuell an die Unterrichtssituation
angepasst werden. Das Word-Dokument mit dem Sprechertext kann
dazu dienen, Alternativen zum Kommentartext des Films zu entwickeln
oder ggf. Teile zu übernehmen.
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Arbeitsmaterial
Auf der DVD stehen Ihnen Hinweise zur
Verwendung im Unterricht, eine anschauliche Interaktion, Arbeitsblätter
(mit Lösungen) und ein umfangreiches
Angebot an weiteren ergänzenden Materialien zur Verfügung (siehe Tabelle).
Diese Elemente ermöglichen zusätzliche
Formen des schülerzentrierten Arbeitens.
Um die Arbeitsmaterialien zu sichten
und auszudrucken, legen Sie die DVD in
das DVD-Laufwerk Ihres Computers ein
und öffnen Sie im Windows-Explorer den
Ordner „Arbeitsmaterial“.
Die Datei „Inhaltsverzeichnis“ öffnet die
Startseite. Über diese können Sie bequem alle Arbeitsmaterialien aufrufen.
Die Materialien stehen in der Regel als
PDF-Dokumente zur Verfügung. Am unteren Rand der aufgerufenen Seiten finden Sie Buttons („Inhaltsverzeichnis“
und „Startseite“), die Ihnen das Navigieren erleichtern. Die Buttons erscheinen nicht im Ausdruck.
Um die PDF-Dateien lesen zu können,
benötigen Sie den Adobe Reader im
Ordner „Adobe“.
Übersicht der Arbeitsmaterialien im DVD-ROM-Teil:
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Verwendung im Unterricht
Hinweise zum Einsatz der DVD im Unterricht
Arbeitsblätter
5 Arbeitsblätter (mit Lösungen, als PDFs zum Ausfüllen)
• Ruhe und Bewegung
• Kreisbewegung in einem ruhenden Bezugssystem
• Kurvenfahrten
• Inertialsystem und beschleunigtes Bezugssystem
• Kreuzworträtsel „Kreisbewegung
Interaktion
• Kräfte im Kettenkarussell
Grafiken
4 Grafiken
• Inertialsystem
• Corioliskraft auf der Erde
• Zentripetalkraft und Zentrifugalkraft
• Zentripetalkraft und Zentrifugalkraft (mit Kraftpfeilen)
Filmkommentar
Filmkommentar als PDF- und Word-Dokument
Begleitheft
ausführliches Begleitheft zur DVD
Programmstruktur
Übersicht über den Aufbau der DVD
Weitere Medien
Informationen zu ergänzenden FWU-Medien
Links
kommentierte Linksammlung zum Thema
Arbeitsblatt
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Arbeitsblatt 4
Inertialsystem und beschleunigtes Bezugssystem
1. Vergleiche die Kreisbewegung in einem Inertialsystem und in einem beschleunigten Bezugssystem,
indem du die Aussagen den beiden Bildern zuordnest.
Bild 1: Sven steht auf der Drehscheibe
Bild 2: Sven steht neben der Drehscheibe
Bild 1
Bild 2
Die Kugel bewegt sich auf einer Kreisbahn.
Die Kugel befindet sich in Ruhe.
Sven stellt eine nach außen wirkende Zentrifugalkraft fest.
Es handelt sich hier um ein Inertialsystem.
Es handelt sich hier um ein beschleunigtes Bezugssystem.
Die Kugel wird durch die Zentripetalkraft auf der Kreisbahn gehalten.
Reißt der Faden, bewegt sich die Kugel radial weiter.
Reißt der Faden, bewegt sich die Kugel tangential weiter.
2. Die Corioliskraft
Zeichne die Corioliskraft in das Bild ein und beschreibe ihren Einfluss.
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Programmstruktur
Untermenüs
Kreisbewegung im ruhenden
Bezugssystem
Hauptmenü
Sekundarbereich I undII
Körper in Bewegung – Kreisbewegung
Körper in Bewegung
Kreisbewegung
Kreisbewegung im
ruhenden Bezugssystem
Film 21 min
Sequenzen/Bilder
Sekundarbereich I und II
Kreisbewegung im beschleunigten
Bezugssystem
Sequenzen/Bild/Grafik
Ruhe und Bewegung
1:00 min
Modell Massepunkt
1:00 min
Gleichförmige Kreisbewegung
1:20 min
Kurvenkräfte
6:50 min
Gleichförmige Kreisbewegung
Bild
Zentripetalkraft
Bild
Sekundarbereich II
Arbeitsmaterial
Kreisbewegung im beschleunigten
Bezugssystem
Sekundarbereich II
Inertialsystem und
beschleunigtes Bezugssystem
4:10 min
Arbeitsmaterial
(im ROM-Teil der DVD)
Kreisbewegung aus
unterschiedlichen Bezugssystemen
1:40 min
Legen Sie die DVD in das DVDLaufwerk Ihres Computers und
öffnen Sie im Windows-Explorer
den Ordner Arbeitsmaterial.
Die Datei Inhaltsverzeichnis öffnet
die Startseite.
Foucaultsches Pendel
und Corioliskraft
4:10 min
Verwendung im Unterricht
5 Arbeitsblätter (mit Lösungen)
1 Interaktion
4 Grafiken
Filmkommentar
Begleitheft
Programmstruktur
Weitere Medien
Links
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Beschleunigtes und ruhendes
Bezugssystem
Zentrifugalkraft
Grafik
Bild
Produktionsangaben
Körper in Bewegung – Kreisbewegung
(DVD)
Regie
Sven Falge, Markus Matschke
Produktion
FWU Institut für Film und Bild, 2011
Schnitt
Steffen Kayser
DVD-Konzept
Dr. Maike Schuchmann
Animation
Steffen Kayser, Markus Matschke,
Velina Hrsitova
DVD-Authoring und Design
TV Werk München
im Auftrag des FWU Institut für Film und Bild,
2011
Bildnachweis
iStock: © Andrzej Drozdza
Fotolia: © fotoman
Fotolia: © Panama
Interaktion
MMCD
Arbeitsmaterial
Roland Bergmann
Begleitheft
Dr. Maike Schuchmann
Fachberatung
Roland Bergmann
Redaktion
Dr. Maike Schuchmann
Vielen Dank an
Erlebnispark Tripsdrill
in.Stuttgart Veranstaltungsgesellschaft
Karolina Manitz
Thomas Heibel
Dieter Arnold
Michael Grau
Thomas Matschke
Roxanne Wenske
Hoai Wick
Agata Jablonka
Pädagogische Referentin im FWU
Dr. Maike Schuchmann
Nur Bildstellen/Medienzentren:
öV zulässig
Produktionsangaben zum Film
„Körper in Bewegung –
Kreisbewegung“
Produktion
SchwabenFilm
im Auftrag des
FWU Institut für Film, 2011
Buch und Kamera
Markus Matschke
© 2011
FWU Institut für Film und Bild
in Wissenschaft und Unterricht
gemeinnützige GmbH
Geiselgasteig
Bavariafilmplatz 3
D-82031 Grünwald
Telefon
(089) 6497-1
Telefax (089) 6497-240
E-Mail [email protected]
[email protected]
Internet
www.fwu.de
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Didaktische FWU-DVD
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Körper in Bewegung – Kreisbewegung
Bewegungen in der Natur sind meist sehr komplex. Die Bewegung eines Körpers auf
einer gekrümmten Bahn kann durch das Modell des Massepunktes gut beschrieben
werden. Auf ihn wirkende Kräfte – Kurvenkräfte und Trägheitskräfte – werden auf
dieser nach Sekundarstufen differenzierten didaktischen DVD ebenso erklärt wie die
Corioliskraft und das Foucault’sche Pendel. Unterhaltsame Beispiele erleichtern den
Zugang zu diesem Feld der Mechanik. Im ROM-Teil der DVD stehen Arbeitsblätter, eine
Interaktion, didaktische Hinweise und weitere ergänzende Unterrichtsmaterialien zur
Verfügung.
Erscheinungsjahr: 2011
Laufzeit: 21 min
Film: 1
Filmsequenzen: 7
Bilder: 3
Grafik: 1
Sprache: Deutsch
DVD-ROM-Teil:
Unterrichtsmaterialien
Arbeitsblätter:5 (mit Lösungen, als PDFs zum
Ausfüllen)
Interaktion:
1
Adressaten:Allgemeinbildende Schule
(Klasse 7 - 12);
Erwachsenenbildung
Schlagwörter: Beschleunigung, Bewegung, Bezugssystem, Corioliskraft, Foucault’sches
Pendel, Inertialsystem, Karussell, Kurvenfahrt, Masse, Newton, Reibung,
Ruhe, Trägheit, Trägheitskraft, Zentrifugalkraft, Zentripetalkraft
Systematik: Physik  K lassische Mechanik  Kinematik, Dynamik
FWU Institut für Film und Bild
in Wissenschaft und Unterricht
gemeinnützige GmbH
Geiselgasteig
Bavariafilmplatz 3
82031 Grünwald
Telefon +49 (0)89-6497-1
Telefax +49 (0)89-6497-240
[email protected]
www.fwu.de
Lehrprogramm
gemäß
§ 14 JuSchG
GEMA-FREI
Systemvoraussetzungen
bei Nutzung am PC:
DVD-Laufwerk und DVDPlayer-Software, empfohlen
für Windows ME/2000/XP/
Vista/Windows 7
www.fwu-shop.de
Bestell-Hotline: +49 (0)89-6497-444
[email protected]
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