Geschwindigkeit - Bildungsverlag Lemberger
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2 Bewegung Kreuze an! jetzt / nach Abschluss des Kapitels Lernziele 16 Seite 2.1Geschwindigkeit Ich kann verschiedene Geschwindigkeiten abschätzen. 18 Ich kenne den Zusammenhang zwischen Geschwindigkeit und Zeit. 18 Ich kenne den Zusammenhang zwischen Geschwindigkeit und Weg. 19 2.2Geschwindigkeitsbestimmung Ich kenne die Einheiten für die Geschwindigkeit. 20 – 21 Ich kann zwischen km/h und m/s umrechnen. 20 – 21 Ich kann Geschwindigkeiten berechnen. 21 2.3Bewegungsdiagramme Ich weiß, dass man Bewegungen in einem Weg/Zeit-Diagramm darstellen kann. 22 Ich weiß, dass eine schnellere Bewegung eine steilere Strecke ergibt. 22 Ich kann Werte aus Weg/Zeit-Diagrammen herauslesen. 22 – 23 Ich kann Werte in Weg/Zeit-Diagramme eintragen. 22 – 23 2.4Geschwindigkeit im Detail Ich kenne den Unterschied zwischen Durchschnitts- und Momentangeschwindigkeit. 24 – 25 Ich kann die Durchschnittsgeschwindigkeit berechnen. 25 2.5Bewegungsarten Ich kenne den Unterschied zwischen gleichförmigen und ungleichförmigen Bewegungen. 26 Ich kann den Begriff Beschleunigung erklären. 27 Genial! Physik 2 DUO – Info-Teil Einschätzung Lernziele 2.6Trägheit Ich weiß, dass jeder Körper träge ist. 28 – 29 Ich weiß, dass ruhende Körper ohne Krafteinwirkung in Ruhe bleiben. 28 – 29 Ich weiß, dass bewegte Körper ohne Krafteinwirkung in Bewegung bleiben. 28 – 29 Ich kenne die Wichtigkeit von Gurt, Airbag und Kopfstütze im Fahrzeug. Seite Einschätzung 29 2.7Trägheit bei Kurven Ich weiß, dass für die Bewegung in einer Kurve eine Kraft nötig ist. 30 – 31 Ich weiß, dass sich ein Körper nach Beendigung einer Krafteinwirkung geradlinig weiter bewegt. 30 – 31 2.8Masse macht träge Ich weiß, dass alle Körper eine Masse haben. 32 Ich weiß, dass Massen durch Vergleich mit anderen Massen bestimmt werden. 32 Ich kenne die Einheit der Masse. 32 Ich weiß, dass die Masse die Ursache für die Trägheit ist. 33 Genial! Physik 2 DUO – Info-Teil 17 2 2.1 GESCHWINDIGKEIT Geschwindigkeit und Zeit ! Basisinfo Die Geschwindigkeit gibt an, wie schnell sich ein Körper oder eine Person bewegt. Eine Person ist schneller als eine andere, wenn sie für einen bestimmten Weg weniger Zeit benötigt. Ein Radfahrer braucht für einen Kilometer 2 Minuten. Ein Läufer braucht für den gleichen Weg 6 Minuten. Der Radfahrer ist also dreimal so schnell wie der Läufer. Ein Auto braucht für einen Kilometer nur 30 Sekunden. Das Auto ist vier mal so schnell wie der Radfahrer. Je weniger Zeit man für einen bestimmten Weg benötigt, desto schneller ist man und desto größer ist die Geschwindigkeit. W1 ? 1.Schätze die Geschwindigkeit. Ordne die Tafeln mit den Geschwindigkeitsangaben den Bildern zu. 900 km/h 320 km/h 150 km/h 10 km/h 18 Genial! Physik 2 DUO – Info-Teil 40 km/h 30 km/h 0,004 km/h Trainings-Teil S. 17, 18 2 2.1 GESCHWINDIGKEIT Geschwindigkeit und Weg Basisinfo Die Geschwindigkeit kann auch angeben, wie weit man in einer Stunde kommt. Der Radfahrer kommt in einer Stunde 30 Kilometer weit, der Läufer 10 Kilometer. Das Auto legt in einer Stunde 120 km zurück. Je weiter man in einer bestimmten Zeit kommt, desto schneller ist man und desto größer ist die Geschwindigkeit. Die Geschwindigkeit wird in Kilometer pro Stunde (km/h) angegeben. Die meisten Menschen sagen allerdings Stundenkilometer und meinen genau dasselbe. km/h Be active! 2. Suche nach Geschwindigkeitsrekorden. Wer ist der schnellste Läufer, der schnellste Fisch, das schnellste Flugzeug, das schnellste Auto, das schnellste Tier der Welt? Vergleicht in der Klasse. Wer fand die höchsten Rekorde? Basisinfo Geschwindigkeiten im Straßenverkehr Da im Straßenverkehr Geschwindigkeiten immer in km/h angegeben werden, wird dies bei Verkehrsschildern und Aufklebern auf Fahrzeugen nicht extra angeschrieben. Trainings-Teil S. 17, 18 ? MERKE Genial! Physik 2 DUO – Info-Teil W2 ! ? 3. Erkläre dieses Verkehrsschild und diesen Aufkleber. Verändert ein Körper seinen Ort, so spricht man von Bewegung. Ob die Lageveränderung schnell oder langsam vor sich geht, kann man mit Hilfe der Geschwindigkeit beschreiben. ! E2 ! 19 2 2.2 GESCHWINDIGKEITSBESTIMMUNG Mit einem Tachometer ! Basisinfo Der Blick auf einen Tachometer ist die einfachste Methode, die Geschwindigkeit zu bestimmen. Jedes Auto besitzt einen Tachometer und viel­ leicht hast du selbst einen auf deinem Fahrrad. Doch wie berechnet der Tachometer, wie schnell das Auto oder das Rad unterwegs ist? Der Tachometer errechnet die Geschwindigkeit aus dem Weg, den das Auto in einer bestimmten Zeit zurücklegt. Die Strecke, die ein Auto fährt, wird allerdings über einen Umweg bestimmt. Der Tachometer zählt, wie oft sich die Räder in einer bestimmten Zeit drehen. Da der Umfang der Räder bekannt ist, kann der Tachometer daraus die gefahrene Distanz und dann die Geschwindigkeit berechnen. E1 ? ! Experiment 1. Geschwindigkeit einhalten Wenn du einen Tachometer auf deinem Fahrrad hast, dann mache folgende Übung: Versuche, eine bestimmte Strecke möglichst genau mit 10 km/h zu fahren. Vertiefung Man kann die Geschwindigkeit in Kilometer pro Stunde oder in Meter pro Sekunde angeben. Will man von m/s auf km/h umrechnen, muss man mit 3,6 multiplizieren. Durch 3,6 muss man dividieren, wenn man aus km/h den Wert in m/s erhalten will. 3 600 m in 3 600 s 1 h = 3 600 s E1 20 ? Experiment 2. Gehe 1 m/s. Miss am Boden eine Strecke von 3 m ab! Versuche, diese Strecke in 3 Sekunden abzugehen. Zähle dabei „21, 22, 23“. Du hast dabei die Geschwindigkeit 1 m/s gehabt! Genial! Physik 2 DUO – Info-Teil Trainings-Teil S. 19-22 2 2.2 GESCHWINDIGKEITSBESTIMMUNG Durch Berechnung Basisinfo Du kannst die Geschwindigkeit aber nicht nur vom Tachometer ablesen, du kannst sie auch selbst bestimmen. Du brauchst nur den zurückgelegten Weg und die dafür benötigte Zeit zu messen. Dann musst du den Weg durch die Zeit dividieren. ! Fahrt von Graz nach Wien 1 km/h bedeutet, dass man 1 km in einer Stunde zurücklegt. In dem Beispiel der Fahrt von Graz nach Wien wurden 200 km in 2 Stunden zurückgelegt. Die Geschwindigkeit ergibt sich damit 200 km / 2 h = 100 km / h. Genau gleich kannst du die Geschwindigkeit des Läufers berechnen. 60 m / 10 s = 6 m / s Abkürzung Die Berechnung der Geschwindigkeit aus einer Wegstrecke s und einer Zeitdauer t wird in der Physik durch folgende Formel angegeben: s v = bzw. v = s : t t Als Formelzeichen werden die Anfangsbuchstaben der englischen Bezeichnungen verwendet. Geschwindigkeit: Weg: Zeit: v kommt von velocity s kommt von space t kommt von time 3. Im Englischen gibt es neben velocity noch ein zweites Wort für Geschwindigkeit. Suche es und finde den Unterschied zwischen diesen beiden Wörtern heraus. Be active! Experiment 4. Bestimme deine Laufgeschwindigkeit. Arbeitet in Zweiergruppen. Miss im Hof eine Strecke von 10 m ab und markiere Anfangsund Endpunkt. Laufe die Strecke entlang. Eine Mitschülerin oder ein Mitschüler soll die Zeit stoppen. Berechne mit Hilfe der Formel deine Geschwindigkeit (in m/s). Gib deine Geschwindigkeit in km/h an. Die Geschwindigkeit wird berechnet als Division von Wegstrecke durch entsprechende Zeitdauer. Trainings-Teil S. 19-22 MERKE Genial! Physik 2 DUO – Info-Teil ? S1 ? E1 ! 21 2 2.3 BEWEGUNGSDIAGRAMME Bewegungen aufzeichnen ! Basisinfo Julia geht zu ihrer Gitarrestunde. Auf dem Weg dorthin trifft sie ihre Freundin. Julia geht mit gleichbleibendem Tempo von zu Hause weg in Richtung Musikschule Im Park trifft sie ihre Freundin Katrin. Sie bleibt kurz stehen und zeigt ihr stolz ihr neues Handy Oje! Julia hat die Zeit fast übersehen und muss den Rest des Weges laufen. In 15 min ist sie 900 m gegangen. 5 min lang hat sie sich nicht weiterbewegt. In 10 min ist sie 1 200 m gelaufen. In 1 min hat sie 60 m zurückgelegt. Die Geschwindigkeit ist 1 m/s. In 1 min hat sie 120 m zurückgelegt. Die Geschwindigkeit ist null. Die Geschwindigkeit ist 2 m/s. Das Diagramm zeigt dir, wie Julia zur Gitarrestunde gekommen ist. Auf diesem Diagramm ist auf der senkrechten Achse (y-Achse) der Weg aufgetragen, auf der waagrechten Achse (x-Achse) die Zeit. Man nennt solche Diagramme deshalb Weg/ZeitDiagramme. Die Strecke im ersten Abschnitt von Julias Weg ist flacher als die im dritten Abschnitt. Die Geschwindigkeit von Julia war im ersten Abschnitt kleiner als im dritten. In der Mitte ist die Strecke waagrecht, die Geschwindigkeit ist null. Je steiler die Strecke ist, desto größer ist die Geschwindigkeit! 22 Genial! Physik 2 DUO – Info-Teil Trainings-Teil S. 23-25 2 2.3 BEWEGUNGSDIAGRAMME Was ein Diagramm verrät ? 1. Beantworte die Fragen. Sind Peter und Paul gleichzeitig weggegangen? Wie lange waren sie unterwegs? Wie weit ist Peter in dieser Zeit gegangen? Wie weit ist Paul in dieser Zeit gegangen? Wer war schneller? • • • • • ? ? 2. Berechne die Geschwindigkeiten von Peter und Paul. 3. Schreibe eine Geschichte zu dem Diagramm aus der Sicht von Paul oder von Peter. Aus einem Weg/Zeit-Diagramm kann man folgendes entnehmen: Die Strecke (Distanz), die in einer bestimmten Zeit zurückgelegt wird. Die Zeit, die während dieser Bewegung vergangen ist. Die Geschwindigkeit dieser Bewegung. W3 W2 W1 • • • Vertiefung Andere Diagramme Vielleicht sind dir im Alltag auch schon andere Diagramme untergekommen. Beim Wetterbericht im Fernsehen wird damit z. B. gezeigt, wie hoch die Temperaturen in den nächsten Tagen sein werden. 4. Beschreibe, was auf den Achsen dieses Diagramms aufgetragen ist. Verwende die Satzbausteine aus dem Trainings-Teil S. 24. 5. Gib an, was du aus dem Diagramm ablesen kannst. Je größer die Geschwindigkeit ist, desto steiler verläuft die Strecke im Weg/Zeit-Diagramm. Trainings-Teil S. 23-25 MERKE Genial! Physik 2 DUO – Info-Teil ! ? W3 ? W3 ! 23
