Teach-Lektion
Wird die Kugel schneller?
Vergleiche mit drei Sensorwerten aus einem Rampenversuch die Zeiten für zwei gleich lange Strecken.
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Lernziele
Die seit dem Start vergangene Zeit bis zu einem Sensor von der Laufzeit zwischen zwei Sensoren unterscheiden.
Zwei Zeitablesungen voneinander abziehen, um die Zeit für einen Streckenabschnitt zu finden.
Mit den Zeiten für gleich lange Strecken die Durchschnittsgeschwindigkeit der Kugel vergleichen.
Vorschau der Lernaktivität
Inhalt der Aktivität
Nur Vorschau. In einer Unterrichtssitzung können Lernende Antworten ausfüllen und ihre Arbeit bei der Lehrkraft einreichen.
1 · Zwei gleich lange Abschnitte
4 min
Eine Kugel rollt eine Rampe hinunter. Vielleicht bewegt sie sich zu schnell, um mit bloßem Auge zu beurteilen, wie sich ihre Geschwindigkeit ändert. Sensoren helfen: Jeder erfasst, wann die Kugel ihn erreicht.
Legt die Kugel später auf ihrem Weg 20 cm in kürzerer Zeit zurück?
Wir wählen im Fernlabor eine Rampe mit 20° und sehen die Aufnahme eines echten Experiments. Vergleiche den Abschnitt von 16 bis 36 cm mit dem von 36 bis 56 cm. Beide sind 20 cm lang.
Unsere zwei Abschnitte
Die Skizze zeigt die Entfernungen entlang der gerade dargestellten Bahn. Die großen Kreise markieren die drei benötigten Ablesungen; die kleinen Kreise sind die anderen Sensoren.
Sag einem Partner deine Vorhersage: Braucht die Kugel für den späteren Abschnitt weniger, mehr oder ungefähr gleich viel Zeit? Behalte deine erste Idee, bis du die Werte siehst.
2 · Drei Werte sammeln
8 min
Die Laborzeile t (ms) zeigt die seit dem Start vergangene Zeit bis zum jeweiligen Sensor. Die Zeitmessung beginnt nicht an jedem Sensor neu. Eine Millisekunde (ms) ist ein Tausendstel einer Sekunde; behalte für alle Werte ms bei.
Labor Inclined Plane öffnen
Öffne das Labor aus dieser Aktivität. Gib 20 beim Winkel ein und drücke Tab. Prüfe vor dem Start, ob 20° angezeigt wird.
Wähle Start experiment now (Experiment jetzt starten). Beobachte, wie die Rampe in Position fährt und die Kugel an den Sensoren vorbeiläuft.
Warte auf Drop results (Ergebnisse). Prüfe, ob der angegebene Winkel 20° beträgt.
Suche 16, 36 und 56 in der Zeile d (cm). Übernimm die Zahl aus t (ms) direkt unter jeder Position in die Tabelle hier. Verwende alle drei Werte aus diesem einen Versuch.
Kehre nach der Labornutzung zur Aktivität zurück und markiere die Laborübung als erledigt. Behalte deine drei Ablesungen für den nächsten Schritt.
Fülle unten nur die drei beschrifteten Zeilen aus. Trage die seit dem Start vergangenen Zeiten ein, bevor du etwas subtrahierst. Lasse zusätzliche Zeilen leer.
Zeitablesungen aus einem Versuch bei 20°
Übernimm drei Zahlen aus der Laborzeile t (ms): eine unter 16 cm, eine unter 36 cm und eine unter 56 cm. Verwende einen einzigen Versuch. Die Positionen sind bereits eingetragen; zusätzliche Zeilen bleiben leer.
| Sensorposition | Zeit seit dem Start ms |
|---|---|
3 · Die Zeit für jeden Abschnitt finden
8 min
Ein späterer Zeitwert enthält auch die Zeit vor diesem Abschnitt. Ziehe den Wert am Anfang vom Wert am Ende ab.
Zum Beispiel passiert ein Bus eine Haltestelle 8 Minuten nach der Abfahrt am Bahnhof und die nächste nach 13 Minuten. Die Fahrt zwischen diesen Haltestellen dauert 13 − 8 = 5 Minuten.
Wende dieselbe Idee auf deine Werte an. Du darfst einen Taschenrechner verwenden.
Erster Abschnitt von 20 cm: 16 → 36 cm
Wie lange brauchte die Kugel von 16 bis 36 cm? Trage deinen Wert bei 36 cm − deinen Wert bei 16 cm ein.
Späterer Abschnitt von 20 cm: 36 → 56 cm
Wie lange brauchte die Kugel von 36 bis 56 cm? Trage deinen Wert bei 56 cm − deinen Wert bei 36 cm ein.
Bei gleich langen Strecken bedeutet weniger Zeit eine höhere Durchschnittsgeschwindigkeit auf diesem Abschnitt.
Was zeigen deine zwei Abschnittszeiten?
Vergleiche deine beiden berechneten Zeiten. Welche Schlussfolgerung passt dazu?
Sag deinem Partner: „Beide Abschnitte sind 20 cm lang. Der erste dauerte ___ ms und der spätere ___ ms, also …“ Schau dann auf deine Vorhersage zurück. Prüfe Tabelle und Antworten und gib die Aktivität ab.
Aus dieser Vorschau eine Unterrichtssitzung machen
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