Teach-Lektion
Welches Pendel schwingt schneller?
Zähle die Schwingungen zweier echter Pendel und miss ihre Dauer, um herauszufinden, ob das kürzere früher fertig ist.
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Lernziele
Eine vollständige Schwingung als Hin- und Rückweg erkennen.
Die Zeit für dieselbe Anzahl von Schwingungen bei zwei Pendelkonfigurationen vergleichen.
Anhand der gemessenen Zeiten entscheiden, welches Pendel seine Schwingungen schneller abschließt.
Vorschau der Lernaktivität
Inhalt der Aktivität
Nur Vorschau. In einer Unterrichtssitzung können Lernende Antworten ausfüllen und ihre Arbeit bei der Lehrkraft einreichen.
1 · Hin und zurück
4 min
Eine Spielplatzschaukel bewegt sich hin und zurück. Ein Pendel auch: Ein Gewicht hängt an einer Aufhängung und schwingt von einer Seite zur anderen. Könnte ein kürzeres Pendel seine Schwingungen früher abschließen?
Wir wählen zwei echte Pendel im Labor aus und sehen uns ihre aufgezeichnete Bewegung an. Schneller bedeutet hier: weniger Zeit für dieselbe Anzahl von Schwingungen.
Im Labor heißt dieses Pendel Standard. Wir vergleichen es mit Kurz, dem kurzen Pendel.
Sage deinem Partner oder deiner Partnerin deine Vermutung: Standard, Kurz oder ungefähr gleich. Nach dem Versuch darfst du deine Meinung ändern.
Übe das Zählen: Beginne links und sage „null“. Gehe nach rechts und zurück nach links: Sage „eins“. Wieder nach rechts und zurück nach links: „zwei“. Jeder vollständige Hin- und Rückweg zählt einmal.
Links → rechts → links ist eine vollständige Schwingung. Übe die Bewegung mit deiner Hand.
2 · Miss die Zeit für 20 vollständige Schwingungen
14 min
Eine Person in eurem Zweierteam zählt laut, die andere bedient die Stoppuhr im Labor. Übt vor dem Start gemeinsam mit eurer Lehrkraft. Lies die Schritte, bevor ihr das Video startet.
Öffne das Pendellabor. Wähle Konfiguration starten → Standard → Parameter auswählen, um das Pendel Standard einzustellen. Stelle den Winkel auf 15°: Er gibt an, wie weit das Pendel vor dem Loslassen zur Seite gezogen wird.
Wähle Beobachtung starten, um die Beobachtung zu starten. Drücke ZURÜCKSETZEN an der Stoppuhr, während das Pendel vorbereitet wird, um die Uhr auf null zu setzen.
Sobald das losgelassene Gewicht zum ersten Mal den linken Umkehrpunkt erreicht, sage „null“ und drücke ZEIT, um die Stoppuhr zu starten.
Zähle 1, 2, 3…20, jeweils einmal, wenn das Gewicht zum linken Umkehrpunkt zurückkehrt. Drücke bei 20 auf STOPP. Zähle den rechten Umkehrpunkt nicht mit. Notiere die Zeit in Sekunden.
Wähle Zurück zu den Parametern → Zurück zur Pendelauswahl → Kurz → Parameter auswählen, um zurückzugehen und das kurze Pendel auszuwählen. Lasse den Winkel bei 15°.
Wähle Beobachtung starten, setze die Stoppuhr auf null und miss die Zeit für 20 vollständige Schwingungen genauso wie zuvor. Notiere die Zeit von Kurz.
Kehre nach der Nutzung beider Pendel zu dieser Aktivität zurück. Markiere die Durchführung als erledigt und trage unten deine beiden Zeiten ein.
Zeit von Standard
Wie viele Sekunden brauchte Standard für 20 vollständige Schwingungen? Trage deine gemessene Zeit ein.
Zeit von Kurz
Wie viele Sekunden brauchte Kurz für 20 vollständige Schwingungen? Trage deine gemessene Zeit ein.
3 · Was zeigen deine Zeiten?
5 min
Vergleiche deine beiden Zahlen. Die kürzere Zeit bedeutet, dass das Pendel dieselben 20 Schwingungen schneller abgeschlossen hat.
Deine Schlussfolgerung
Welche Schlussfolgerung passt zu deinen gemessenen Zeiten?
Zeige auf die beiden Zeiten und erkläre deinem Partner oder deiner Partnerin: „Ich habe das gewählt, weil …“ Haben die Beobachtungen deine Vermutung verändert? Gib danach deine Antworten ab.
Zusatzaufgabe — freiwillig: Welches dieser beiden Pendel würdest du für einen gleichmäßigen Tick-tack-Takt wählen, wenn du mehr vollständige Schwingungen in einer Minute möchtest? Erkläre es mündlich anhand deines Vergleichs. Du brauchst keinen weiteren Versuch.
Aus dieser Vorschau eine Unterrichtssitzung machen
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