Experiment Fadenpendel - Mechanische Schwingungen kennenlernen

Einstieg

Dieses Experiment ist einfach aufzubauen und lässt sich flexibel an verschiedene Gruppen anpassen. Es eignet sich sowohl für schwächere als auch für stärkere Gruppen. In der E-Phase nutze ich diesen Versuch, um die Protokollierung eines Experiments zu wiederholen und die Schüler*innen mit mechanischen Schwingungen vertraut zu machen. Der Schwerpunkt kann dabei auf die Auswertung gelegt werden, wobei es mehrere Möglichkeiten gibt.

Ablauf

1. Stunde

• Einstieg: Versuchsbau an einem Beispiel zeigen (10 Minuten)
  • Wovon könnte die Schwingungsdauer abhängen? (z.B. Fadenlänge, Gewicht, Auslenkung)
  • Ablauf und Vorgaben erklären
  • Gruppen einteilen
• Erarbeitung: Versuchsdurchführung, Protokollierung, Auswertung (35 Minuten)

2. Stunde

• Erarbeitung: Vertiefung je nach Gruppe, Varianten siehe nächste Seite
• Sicherung: Eine Gruppe präsentiert ihre Ergebnisse. Alternativ kann das Protokoll auch gemeinsam erarbeitet werden.
• Reserve: Extra-Aufgaben, siehe Extra-Aufgabenblätter

Variationsmöglichkeiten

Je nach Leistungsvermögen der Schüler*innen, Schwerpunkt und zeitlichen Möglichkeiten sind verschiedene Varianten denkbar:

• Basisvariante: Nur Gewicht und Fadenlänge werden untersucht. Der Schwerpunkt liegt darauf, den Versuch zu protokollieren (z.B. Formulierungen, Tabellen, Mittelwerte berechnen, Diagramme zeichnen).
• Vertiefung: Formeln finden. Hier bieten sich z.B. folgende Aufgabenstellungen an:
  • Erkläre die Energieumwandlungen, die bei diesem Versuch stattfinden.
  • Erkläre, ob ein Fadenpendel im Vakuum schwingen würde.

Erklärung Material

• Aufgabenstellung und Aufbau Protokoll: Übersicht mit Hinweisen zur Durchführung und allen Abschnitten eines Protokolls, damit die Gruppen keinen Teil des Protokolls vergessen.
• Formulierungshilfen: Erfahrungsgemäß fällt das sachliche, präzise Formulieren vielen Schüler*innen schwer. Deshalb gibt es diese Formulierungshilfen, die sich auf einen weiteren Abschnitt im Unterricht beziehen.

Aufbau Protokoll

Ein Protokoll orientiert sich am naturwissenschaftlichen Weg zu Erkenntnissen:

• Fragestellung
• Vermutung
• Beschreibung des Versuchsaufbaus und der Versuchsdurchführung
• Messerggebnisse
• Interpretation der Messerg Ergebnisse
• Fazit

Zusätzliche Aufgaben

Für schnelle und/oder leistungsstärkere Gruppen gibt es Extra-Arbeitsblätter, die die erweiterten Aufgabenstellungen nochmal genauer erklären.