25-seitiges Material für eine Doppelstunde Mechanik in der Einführungsphase: Arbeit, kinetische und potenzielle Energie, Energieerhaltung und energetisch abgeschlossene Systeme. Die Formel für die kinetische Energie wird nicht gegeben — die Klasse liest sie aus zwei Diagrammflächen ab. PDF farbig und schwarzweiß, dazu eine bearbeitbare Word-Datei.
Beschreibung
Eine Idee trägt die ganze Doppelstunde.
Eine Fläche in einem Diagramm ist keine Fläche, sondern eine physikalische Größe. Welche, verrät ihre Einheit.
Aus dieser einen Idee entsteht in vier Schritten die Formel für die kinetische Energie.
Niemand muss sie glauben, weil sie im Buch steht.
Denken — Austauschen — Vorstellen.
Erst schreibt jede und jeder zwei Minuten allein, dann wird zu zweit verglichen, dann stellt ein Paar vor.
Viermal derselbe Ablauf. Kein Methodenwechsel, der Aufmerksamkeit kostet.
Durchgehend Partnerarbeit.
Alle vier Materialblätter sind für zwei gebaut. Es gibt keine Phase, in der jemand allein danebensitzt und wartet.
Test holen — und selbst auswerten.
Am Lehrerpult liegt ein Test über zwölf Punkte, überwiegend Ankreuz- und Lückenaufgaben, dazu zwei Rechnungen und eine Beurteilungsaufgabe.
Daneben liegt der Erwartungshorizont mit einer Tabelle, die Punkte in Prozent umrechnet.
Die Lernenden tragen ihre Prozentzahl auf dem Laufzettel ein und lesen dort in vier Stufen, was sie bedeutet.
Der Test wird nicht eingesammelt und nicht benotet.
Das steht auf jedem Blatt — und nur deshalb funktioniert er als ehrliche Rückmeldung.
M1 · Eine Fläche, die ein Weg ist.
Ein v-t-Diagramm, ein Dreieck, die Einheit s · m/s = m.
Das kennt die Klasse — es ist die Denkbewegung, die sie gleich noch einmal braucht.
M2 · Eine Fläche, die Energie ist.
Derselbe Wagen, ein F-s-Diagramm, die Einheit N · m = J.
Dann die Herleitung in vier Schritten: Fläche gleich Arbeit, F = m · a, s = ½ · v · t, einsetzen — und die Zeit kürzt sich vollständig heraus. Übrig bleibt ½mv².
M3 · Die Summe bleibt gleich.
Eine Bilanztabelle für fünf Höhen: Lageenergie, Bewegungsenergie, Summe, Geschwindigkeit.
Die Klasse rechnet die Erhaltung nicht nach, sie sieht sie in einer Spalte stehen.
Dazu die Rechnung, die zeigt, warum die Masse sich herauskürzt.
M4 · Wo zieht ihr die Grenze?
Vier Situationen: Ist das betrachtete System energetisch abgeschlossen?
Die Systemgrenze ist eine Entscheidung, keine Eigenschaft der Natur — und Reibung nimmt keine Energie weg, sie wandelt sie um.
Die Formel wird nicht gegeben.
Die meisten Materialien beginnen mit ½mv² und rechnen dann. Dieses beginnt mit einer Fläche und einer Einheit.
Der Umweg dauert zwanzig Minuten und ist die einzige Stelle, an der die Formel begründet wird.
Die Frage nach der Einheit steht vor der Deutung.
Nicht „Was ist die Fläche?“, sondern „Welche Einheit hat sie?“
Die Einheit verrät die Größe — das überzeugt mehr als jede Ansage.
Eine Befundseite, die auch sagt, was nicht belegt ist.
Belegt: Die Energieerhaltung wird erst in Klasse 10 erreicht, und auch dort nur von einem Teil (Neumann und andere 2013, n = 1 856, deutsche Klassen 6, 8 und 10).
Genau die Stufe also, die am Übergang in die Oberstufe noch nicht gesichert ist.
Nicht belegt: dass die grafische Herleitung besser funktioniert als die algebraische. Dazu gibt es keine Untersuchung — das steht im Material, statt behauptet zu werden.
Überblicksseite für die Lehrkraft mit Materialliste und Kürzungsvariante
Ablaufplan über 90 Minuten mit Minutenangaben und Sozialformen
Befundseite in drei Spalten: belegt, uneinheitlich, nicht belegt
Sachanalyse zu Arbeit, kinetischer und potenzieller Energie, Erhaltung und Systemgrenze
Voraussetzungsseite mit einem Fünf-Minuten-Check zum Vorlesen
Einstiegsblatt: zwei Rampen, eine Höhe
Vier Materialblätter M1 bis M4 mit je einem Arbeitsblatt
Zwei Übungsseiten mit acht Aufgaben von AFB I bis III, darunter eine Feder mit nicht konstanter Kraft
Selbsttest über zwei Seiten, zwölf Punkte, mit Diagrammaufgabe
Erwartungshorizont mit Punkte-Prozent-Tabelle
Laufzettel für alle drei Tests der Reihe
Lösungen zu allen Materialblättern und Übungen, mit Rechenweg
Quellenseite mit Autor, Jahr und Fundstelle
Physik in der Einführungsphase, Klasse 10 oder 11, Gymnasium und Gesamtschule.
Die Einheit funktioniert für sich, schließt aber unmittelbar an die Newton’schen Axiome an: Sie braucht F = m · a und liefert die Energie, mit der in Einheit 3 der Impuls begründet wird.
Der Inhalt ist bundesweit einsetzbar.
Einstiegsblatt, Materialblätter, Arbeitsblätter, Übungen, Test, Erwartungshorizont und Lösungen liegen zusätzlich als bearbeitbare Word-Datei bei.
So lassen sich Zahlenwerte und Aufgabenstellungen an die eigene Lerngruppe anpassen.
Die Sachanalyse, die Befundseite und die Quellenseite sind bewusst nicht enthalten.
PDF in Farbe, 25 Seiten, A4
PDF in Schwarzweiß, 25 Seiten, A4, für den Kopierer
Word-Datei mit allen Schülerseiten, Übungen, Test, Erwartungshorizont und Lösungen
alle Schriften eingebettet, direkt druckbar ohne Zusatzsoftware
Stand der Recherche: September 2026.
Alle Rechnungen im Heft verwenden g = 9,81 m/s². Wer mit 10 m/s² rechnet, muss die Ergebnisse um rund zwei Prozent anpassen; darauf weist die Quellenseite ausdrücklich hin.
Alle Zeichnungen, Diagramme und Skizzen sind eigene Gestaltung.
Drei vollständige Doppelstunden Mechanik für die Einführungsphase, 75 Seiten: Newton’sche Axiome und Inertialsystem, Energie und Energieerhaltung, Impuls und Impulserhaltung. Durchgehend Partnerarbeit im gleichen Takt, je acht Übungen mit Rechenweg und ein Selbsttest mit Erwartungshorizont zum Selbstauswerten. Alle drei Hefte farbig und schwarzweiß, dazu bearbeitbare Word-Dateien.BeschreibungDrei Doppelstunden, ein Takt, eine durchgehende Linie.Die Reihe heißt „Was sich nicht ändert“, und der Titel ist das Programm: Von der Kraft, die nur Änderungen erklärt, über die Energie, deren Summe gleich bleibt, bis zum Impuls, der auch dann erhalten ist, wenn die Energie es nicht mehr ist.Jede Einheit funktioniert für sich. Zusammen ergeben sie eine Argumentationskette, in der jede Einheit die nächste vorbereitet.Die drei EinheitenEinheit 1 · Ohne Kraft keine Änderung.Die drei Newton’schen Axiome und das Inertialsystem. Mit einer Zwei-Fragen-Regel, die Wechselwirkungspaar und Kräftegleichgewicht sauber trennt — der Stelle, an der die Reihe später wieder ankommt.Einheit 2 · Die Fläche unter der Kraft.Arbeit, kinetische und potenzielle Energie, Erhaltung und Systemgrenze. Die Formel ½mv² wird nicht gegeben, sondern aus zwei Diagrammflächen gewonnen.Einheit 3 · Was beim Stoß übrig bleibt.Elastischer Stoß, Impuls, Rückstoß, inelastischer Stoß. Der Impuls wird eingeführt, weil die Energieerhaltung allein unendlich viele Ergebnisse zulässt — und das Experiment genau eines zeigt.Der Takt, der in allen drei Einheiten gleich istDenken — Austauschen — Vorstellen.Erst schreibt jede und jeder zwei Minuten allein, dann wird zu zweit verglichen, dann stellt ein Paar vor.Viermal derselbe Ablauf. Kein Methodenwechsel, der Aufmerksamkeit kostet.Durchgehend Partnerarbeit.Alle vier Materialblätter sind für zwei gebaut. Es gibt keine Phase, in der jemand allein danebensitzt und wartet.Test holen — und selbst auswerten.Am Lehrerpult liegt ein Test über zwölf Punkte, überwiegend Ankreuz- und Lückenaufgaben, dazu zwei Rechnungen und eine Beurteilungsaufgabe.Daneben liegt der Erwartungshorizont mit einer Tabelle, die Punkte in Prozent umrechnet.Die Lernenden tragen ihre Prozentzahl auf dem Laufzettel ein und lesen dort in vier Stufen, was sie bedeutet.Der Test wird nicht eingesammelt und nicht benotet.Das steht auf jedem Blatt — und nur deshalb funktioniert er als ehrliche Rückmeldung.Der Laufzettel gilt für alle drei Tests.Am Ende der Reihe stehen drei Prozentzahlen untereinander, und die Lernenden sehen selbst, wo sie gleichmäßig gearbeitet haben und wo nicht.Was diese Reihe anders machtDrei Befundseiten, die auch sagen, was nicht belegt ist.Zu jeder Einheit gibt es eine Seite in drei Spalten: belegt, uneinheitlich, nicht belegt — mit Autor, Jahr und Stichprobengröße.Wo eine verbreitete Zahl sich nicht bis zur Originalquelle verfolgen ließ, steht sie nicht im Heft. Das gilt zum Beispiel für jede Prozentangabe zum dritten Newton’schen Axiom.Aufgaben, die wirklich lösbar sind.Jede Angabe, die zum Rechnen gebraucht wird, steht auf dem Aufgabenblatt.Zu jeder Aufgabe gibt es eine Lösung mit vollständigem Rechenweg, bei offenen Aufgaben einen Satzanfang, bei Beurteilungsaufgaben die Kriterien.Kein Methodenfeuerwerk.Zwölf Materialblätter, alle im selben Aufbau. Die Methode ist der Didaktik untergeordnet, nicht umgekehrt.Was drin istDrei Hefte zu je 25 Seiten, farbig und schwarzweißDrei Ablaufpläne über je 90 Minuten mit Minutenangaben und SozialformenDrei Befundseiten: belegt, uneinheitlich, nicht belegtDrei Sachanalysen für die LehrkraftDrei Voraussetzungsseiten mit Fünf-Minuten-Check zum VorlesenZwölf Materialblätter mit zwölf Arbeitsblättern24 Übungen mit vollständigem RechenwegDrei Selbsttests über je zwölf Punkte, mit Erwartungshorizont und Punkte-Prozent-TabelleLaufzettel über alle drei TestsDrei Quellenseiten mit Autor, Jahr und FundstelleDrei bearbeitbare Word-DateienFür wenPhysik in der Einführungsphase, Klasse 10 oder 11, Gymnasium und Gesamtschule.Auch für Lehrkräfte im Vorbereitungsdienst: Die Ablaufpläne, Sozialformen und Befundseiten sind so gebaut, dass sie einen Unterrichtsentwurf tragen.Der Inhalt ist bundesweit einsetzbar; Newton’sche Axiome und Erhaltungssätze stehen in allen Lehrplänen der Einführungsphase.FormatDrei PDF in Farbe, je 25 Seiten, A4Drei PDF in Schwarzweiß, je 25 Seiten, A4, für den KopiererDrei Word-Dateien mit allen Schülerseiten, Übungen, Tests und Lösungenalle Schriften eingebettet, direkt druckbar ohne Zusatzsoftware
Klassenstufen: EF (10./11. Jhg.), Q1 (11./12. Jhg.)
Bewertungen und Kommentare