Kinematik und Kenngrößen der gleichförmigen Kreisbewegung und harmonischen Schwingung mit phyphox und Geogebra

Beim Erwerb der zugehörigen ≫ Unterrichtsreihe sparen Sie 19% im Vergleich zum Kauf der Einzelmaterialien.Die SuS erarbeiten sich zum Einstieg in die kurze Unterrichtsreihe zur ≫ Kinematik der gleichförmigen Kreisbewegung und harmonischer Schwingungen an verschiedenen Kontexten die wichtigen Kenngrößen von Kreisbewegungen.Am Beispiel eine Karussels und den Zeigern einer Uhr werden die Begriffe Periodendauer, Frequenz, Bahngeschwindigkeit und Winkelgeschwindigkeit sowie deren Beziehungen untereinander eingeführt. Dabei wird das Bogenmaß definiert. Lösungen zu allen Teilaufgaben sind zur Selbstkontrolle durch die SuS angegeben und eine Musterlösung für die Lehrkraft vorhanden.Am Kontext Langspielplatte sowie Kreisbewegungen im Weltraum (Orbits von Monden um Planeten, Planeten um die Sonne und des Sonnensystems um das galaktische Zentrum) wird die Verwendung der erarbeiteten Formeln geübt.Im Anschluss übertragen Ihre Schüler*innen die x- und y-Koordinate einer gleichförmigen Kreisbewegung in Drehwinkel-Ort Diagramme, um so den sinusartigen (bzw. cosinusartigen) Funktionsverlauf zu erkennen. Das bildet den Übergang zur Untersuchung der ≫ Kinematik und Kenngrößen harmonischer Schwingungen (+Geogebra und Lösung), die mit identischen Funktionstypen gebildet werden.

Klassenstufen: EF (10./11. Jhg.)

Beim Erwerb der zugehörigen ≫ Unterrichtsreihe sparen Sie 19% im Vergleich zum Kauf der Einzelmaterialien.Den Abschluss der kurzen Unterrichtsreihe zur ≫ Kinematik der gleichförmigen Kreisbewegung und harmonischer Schwingungen bildet die Untersuchung harmonischer Schwingungen.Ihre Schüler*innen arbeiten zunächst mit der App phyphox der RWTH Aachen, um mit den Sensoren eines Mobilgeräts die Beschleunigung von Federpendel und Fadenpendel aufzuzeichnen. So kommen sie erstmals mit Schwingungsbildern in Kontakt und erkennen, dass auch Schwingungen beschleunigte Bewegungen sind.Die Grundbegriffe zu mechanischen harmonischen Schwingungen werden auf dem nachfolgenden Arbeitsblättern geklärt und Ihre Schüler*innen rechnen mit dem zugehörigen Zeit-Elongations-,  Zeit-Geschwindigkeits- und Zeit-Beschleunigungsgesetz. Sie erklären die Schwingungsgleichungen unter Verwendung eines hierbeigefügten, selbst-erstellten und auch online verfügbaren Geogebra-Applets.

Klassenstufen: EF (10./11. Jhg.)