Physik des Radfahrens - von Zentripetal-, Zentrifugal- und Reibungskräften

Physik des Radfahrens

Gymnasium

Physik

8. | 9. | 10. Klasse

3 - 4 Unterrichtsstunden

Beschreibung

In dieser Einheit lernen die Schülerinnen und Schüler, wie das Radfahren bei detaillierter Betrachtung von den Gesetzmäßigkeiten der Physik, insbesondere der klassischen Mechanik, bestimmt wird. Den Lernenden begegnen intuitive und eingängliche Praxisbeispiele für Zentripetal-, Zentrifugal und Reibungskräfte. Außerdem setzen sie mechanisch zentrale Begriffe wie Drehimpuls und Drehmoment in einen für das Radfahren relevanten Kontext. In zahlreichen Übungsaufgaben festigen die Lernenden ihr erworbenes Wissen.
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# zentripetal- und zentrifugalkräfte
# reibungskräfte
# hebelgesetz
# drehmoment
# gyroskopischer effekt
# drehimpuls

Kompetenzen

Klassenstufe:8–10
Dauer:3–4 Unterrichtsstunden
Kompetenzen:Erklären von Phänomenen unter Nutzung bekannter physikalischer Modelle und Theorien, Auswählen bereits bekannter geeigneter Modelle bzw. Theorien für die Lösung physikalischer Probleme, Rückbeziehen theoretischer Überlegungen und Modelle auf Alltagssituationen und Reflektieren ihrer Generalisierbarkeit
Inhalt:Geradlinige Bewegung mit Berg- und Talfahrt, Beschleunigung, Bremsen, Kurvenfahrt, Zentripetal- und Zentrifugalkräfte, Reibungskräfte, Hebelgesetz, Drehmoment, Drehimpuls, Gyroskopischer Effekt
Medien:Texte, Diagramme, Grafiken, Internet, Taschenrechner

Inhaltsangabe

1. Stunde

Thema:Historischer Überblick
M 1Historische Fahrräder
Thema:Physikalische Grundlagen
M 2aGeschwindigkeit und Beschleunigung

2.–3. Stunde

Thema:Physikalische Grundlagen
M 2bKreisbewegung, Zentripetalbeschleunigung und -kraft
M 2cRotationsbewegungen und zugehörige Gleichungen
M 2dDrehmoment, Trägheitsmoment und Rotationsenergie

4. Stunde

Thema:Physikalische Grundlagen
M 2eDrehimpuls und Drehimpulserhaltung
Thema:Physikalische Grundlagen des aufrechten Fahrradfahrens
M 3Das aufrechte Fahren

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