Stationenlernen: Der Luftwiderstand bei Velomobilen

Stationenlernen: Der Luftwiderstand bei Velomobilen

Gymnasium | Mittlere Schulformen

Naturwissenschaften & Technik

7. | 8. | 9. | 10. Klasse

2 - 3 Unterrichtsstunden

Beschreibung

Im Zuge der Verkehrswende aufgrund von Klimawandel und steigender Rohölpreise sind alternative Fortbewegungsmittel immer wichtiger. Neben dem klassischen Fahrrad stellt auch das Velomobil eine Alternative für die persönliche Fortbewegung dar. Durch ihre äußere stromlinienförmige Karosserie weisen sie einen wesentlich geringeren Luftwiderstand im Vergleich zu Fahrrädern und Liegerädern auf und können so die Antriebsenergie wesentlich effizienter in die Fortbewegung umsetzen. Erarbeiten Sie mit Ihrer Klasse in Stationen den Zusammenhang zwischen Luftwiderstand und dem Strömungswiderstandskoeffizient (cw-Wert) anhand des Velomobils.
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Kompetenzen

Klassenstufe:7–10
Dauer:2–3 Unterrichtsstunden (Minimalplan 1–2)
Kompetenzen:Die Lernenden … 1. lernen die historische Entwicklung von Velomobilen kennen, 2. verstehen die Bedeutung des cw-Wertes für die Konstruktion, 3. berechnen den Luftwiderstand und den entsprechenden Energieaufwand
Thematische Bereiche:Einführung in den Luftwiderstand, Energieaufwand, Strömungswiderstandskoeffizient, Verkehrswende

Inhaltsangabe

Ab = Arbeitsblatt, Tx = Infotext, Zm = Zusatzmaterial

1. Stunde

Thema:Einführung des cw-Wertes
M 1 (Tx, Ab)Station 1 – Felix ist spät dran …
Thema:Berechnung FLR und W
M 2 (Ab)Station 2 – Berechnen des Luftwiderstands

2./3. Stunde

Thema:Die Entwicklung des Liegerads
M 3Station 3 – Vom Kettenantrieb zum Liegerad
Thema:Historische Bedeutung des Velomobils
M 4 (Tx, Ab)Station 4 – Velomobile in der Kriegs- und Nachkriegszeit
Thema:Technische Entwicklung des Velomobils
M 5 (Tx, Ab)Station 5 – Das Velomobil entwickelt sich
Thema:Modern Velomobile
M 6 (Tx, Ab)Station 6 – Das Mö von Evovelo
Thema:Berechnungen des Luftwiderstands und der notwendigen Energie
M 7 (Ab)Station 7 – Wir berechnen den Luftwiderstand
M 8 (Zm)Luftwiderstände bei unterschiedlichen Formen

Minimalplan

Bei Zeitmangel kann nach dem Einstieg mit

0,00 €

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