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| == Ein Skateboard auf der Halfpipe ==
| | {{Lernpfad| |
| | In diesem [[Lernpfad]] kannst Du vieles über '''Vokabeln lernen''' erfahren. Jeder, der eine Fremdsprache erlernt, sollte passende Lerntechniken kennen und anwenden. Dann behältst du auch „schwierige“ Vokabeln dauerhaft. |
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| [[Datei:Mini-Vendargues.jpg|miniatur|Halfpipe]]
| | Es macht Sinn, die einzelnen Elemente in der vorgegebenen '''Reihenfolge''' zu bearbeiten. Wenn Du möchtest, kannst Du die Reihenfolge aber auch ändern. Achte dann aber darauf, die Quizze zur Selbstüberprüfung an den »richtigen« Stellen zu bearbeiten. |
| Auf einer Halfpipe können Skateboard-Akrobaten ihr Können unter Beweis stellen. Das Befahren einer solchen Halfpipe hat ganz viel mit kinetischer und potentieller Energie zu tun.
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| Im Physiksaal kann man die Situation in etwa nachstellen, wenn man ein Massestück an einem Faden als Pendel aufhängt und hin- und herschwingen lässt. Das Massestück entspricht dem Skateboard-Fahrer, der Faden sorgt, ähnlich wie die Fahrbahn der Halfpipe, dafür, dass sich beim Schwingen die Höhe ändert.
| | === Arbeitsweise === |
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| {{Box
| | * '''Arbeite konzentriert''' und fertige Deine Notizen und Zeichnungen '''sorgfältig''' an. |
| |Aufgabe 3.1: Energie in der Halfpipe
| | * Am Ende jeder Seite findest Du '''Hinweise zur Lösung''' der Aufgaben. Falls Du nicht weiterkommst, '''nutze sie schrittweise''' und versuche, nach einem Lösungshinweis wieder selbst weiter zu arbeiten. |
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| | * Als letzten Lösungshinweis gibt es immer die komplette '''Musterlösung'''. Benutze diese zur '''Überprüfung''' Deiner eigenen Arbeit. Wenn Du die Musterlösung einfach abschreibst, vergibst Du die Chance, selbst etwas zu leisten und Dich daran freuen zu können. |
| Was geschieht eigentlich mit der Energie des Skaters beim Einstieg in die Halfpipe?
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| Schau Dir das folgende Youtube-Video an! Bearbeite danach den auf das Video folgenden Lückentext und die Zuordnungsaufgaben.
| | === Du brauchst === |
| |Arbeitsmethode
| | * Ein Heft und Stifte, um Dir Notizen zu machen und Zeichnungen zu erstellen. |
| }} | | }} |
| | {{Vokabeln lernen}} |
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| <div style="width: 922px; height: 300px; text-align: center">
| | [[Kategorie: Psychologie]] [[Kategorie: Pädagogik]] [[Kategorie:Lernen lernen]] [[Kategorie:Vokabeln lernen|!]] [[Kategorie:ZUM2Edutags]] |
| {{#ev:youtube|VwMSsicKRYI|center}}
| | <metakeywords>ZUM2Edutags,ZUM-Wiki,ZUM.de,OER,Vokabeln lernen,Vokabeln,Lernpfad,Methode,Sprachen</metakeywords> |
| </div>
| | [[Kategorie:Lernpfad]] |
| | | [[Kategorie:Englisch]][[Kategorie:Französisch]][[Kategorie:Latein]][[Kategorie:Spanisch]] |
| <div class="lueckentext-quiz">
| | [[Kategorie:Wortschatz]] |
| Die Energie, welche in der '''Lage des Skateboards zur Erde''' steckt, wandelt sich während des Durchfahrens der Halfpipe um. Wenn der Skater ganz oben ist und sich noch nicht bewegt, liegt noch die gesamte Energie als Lagenergie oder auch '''potenzielle Energie''' '''E<sub>pot</sub>''' vor. Während der Abwärtsbewegung wandelt sich die Lageenergie nach und nach um in '''Bewegungsenergie''' oder auch kinetische Energie E<sub>kin</sub>. Auf der '''Zwischenstrecke''' ist die Gesamtenergie auf beide Energieformen verteilt. An der tiefsten Stelle der Halfpipe hat sich '''die gesamte Energie''' '''in Bewegungsenergie''' umgewandelt. Jetzt wird bei der nun folgenden Aufwärtsbewegung die Bewegungsenergie wieder in '''Lageenergie''' umgewandelt. Wir haben bisher nur diese beiden '''Energieformen''' betrachtet. Auch gibt es bei unserem gedachten Skateboard keine '''Reibung''', was natürlich '''nicht realistisch''' ist.
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| <div class="zuordnungs-quiz">
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| <big>'''Weitere Aufgaben'''</big><br>
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| Ordne die Energien (symbolisiert als Flüssigkeit in Wassergläsern) und die aktuellen Positionen des Skaters richtig zu.
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| | [[Datei:LE2-Halfpipe-energy1.jpg|LE2-Halfpipe-energy1|100px]] || [[Datei:LE2-Halfpipe-glass1.jpg|LE2-Halfpipe-glass1|100px]]
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| |-
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| | [[Datei:LE2-Halfpipe-energy2.jpg|LE2-Halfpipe-energy2|100px]] || [[Datei:LE2-Halfpipe-glass4.jpg|LE2-Halfpipe-glass4|100px]]
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| |-
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| | [[Datei:LE2-Halpipe-energy3.jpg|LE2-Halpipe-energy3|100px]] || [[Datei:LE2-Halfpipe-glass2.jpg|LE2-Halfpipe-glass2|100px]]
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| |-
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| | [[Datei:LE2-Halpipe-energy4.jpg|LE2-Halpipe-energy4|100px]] || [[Datei:LE2-Halfpipe-glass3.jpg|LE2-Halfpipe-glass3|100px]]
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| |}
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| ==Energieerhaltung: Eine Glaubensfrage==
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| |Aufgabe 3.2 Der Energieerhaltungssatz
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| Zitat aus Wkipedia (http://de.wikipedia.org/wiki/Energieerhaltungssatz; 30.01.2015)
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| "Der Energieerhaltungssatz besagt, dass die Summe aller Energien eines isolierten Systems sich nicht mit der Zeit ändert. Zwar kann Energie zwischen verschiedenen Energieformen umgewandelt werden, beispielsweise von Bewegungsenergie in Wärmeenergie. Es ist jedoch nicht möglich, innerhalb eines abgeschlossenen Systems Energie zu erzeugen oder zu vernichten: Die Energie ist eine Erhaltungsgröße.
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| Die Gesamtenergie in einem abgeschlossenen System bleibt konstant. Unter einem abgeschlossenen System versteht man ein System ohne Energie-, Informations- oder Stoffaustausch und ohne Wechselwirkung mit der Umgebung."
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| [[Bild:LE3 Halfpipe mit Buchstaben2.jpg|350px]]
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| Formuliere den Energieerhaltungssatz nun in Deinem Lerntagebuch als Formel für die Punkte A, B und C für die Energien E<sub>kin</sub> und E<sub>pot</sub>. Z.B. E<sub>kin,A</sub> soll die kinetische Energie im Punkt A sein.
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| {{Lösung versteckt|
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| <div class="lueckentext-quiz">
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| Die kinetische Energie hier bitte jeweils an erster Stelle aufführen.
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| '''E<sub>kin,A</sub>'''+'''E<sub>pot,A</sub>'''='''E<sub>kin,B</sub>'''+ '''E<sub>pot,B</sub>'''='''E<sub>kin,C</sub>'''+ '''E<sub>pot,C</sub>'''
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| </div> | |
| }}
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| |Arbeitsmethode
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| ==Energieumwandlung: Wie schnell wird der Skater eigentlich?==
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| Ein Skater startet in einer Halfpipe ganz rechts oben (Höhe h=2,5m über dem tiefsten Punkt der Halfpipe).
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| {{Box
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| |Aufgabe 3.3: Berechnen von Geschwindigkeiten mit Hilfe der Energie
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| [[Bild:LE3 halfpipe mit Buchstaben und Höhen2.jpg|350px]] | |
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| Berechne unter Zuhilfenahme des Energieerhaltungssatzes
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| a) die Geschwindigkeit des Skaters, wenn er sich am Punkt B in der Halfpipe befindet.
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| b) die Geschwindigkeit des Skaters, wenn er sich am Punkt A, also auf halber Höhe (1,25m) befindet?
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| |Arbeitsmethode
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| }}
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| {{Lösung versteckt|1=
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| :Lösung a) 7m/s
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| :Lösung b) 5m/s
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| }}
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| Wenn Ihr ein falsches Ergebnis herausbekommen habt und die Fehlerursache nicht finden könnt, wendet Euch an Euren Lehrer!
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| ==Der neueste Trend: Die Crazy-Pipe==
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| Die normale Halfpipe kennt jeder. Ein Konstrukteur präsentiert für einen neuen Skatepark eine asymmetrische Halfpipe. Eine etwas steilere Hälfte dieser neuen Version soll den Skatern den ultimativen Kick bescheren. Der Konstrukteur behauptet, mit seiner Crazy-Pipe komme der Skater auf der anderen Seite wesentlich höher, weil hier ja der Weg deutlich kürzer sei.
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| |Aufgabe 3.4: Die Crazy Pipe
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| Du bist vom Planungsbüro des Skateparks zum Gutachter ernannt worden.
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| [[Datei:LE2-Halfpipe assynchron.jpg|400px]] | |
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| Schreibe ein Gutachten, in dem du zur Behauptung des Konstrukteurs Stellung nimmst. Dein Gutachten muss stichhaltig und gut nachvollziehbar sein. Schließlich hängen von einem solchen Gutachten häufig große Geldsummen ab. Ein falsches Gutachten kann also einen großen finanziellen Schaden anrichten. Du solltest sowohl den (unrealistischen) Fall ohne Reibung als auch den (realistischen) Fall mit Reibung in deinem Gutachten erörtern.
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| |Arbeitsmethode
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| }}
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| ==Weitere-Aufgaben==
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| |Aufgabe 3.5: Freier Fall
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| Ein Stein fällt von einem 20 Meter hohen Aussichtsturm. Bestimme (ohne die Berücksichtigung von Reibung) die Geschwindigkeit, mit der er auf dem Boden aufschlägt.
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| |Arbeitsmethode}}
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| |Aufgabe 3.6: Senkrechter Wurf
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| Ein Stein wird von einem 20 Meter hohen Aussichtsturm einmal mit 5m/s nach unten geworfen, einmal mit 5m/s nach unten. Bestimme für beide Fälle (ohne die Berücksichtigung von Reibung) die Geschwindigkeit, mit der er auf dem Boden aufschlägt. Vergleiche die Ergebnisse untereinander und mit dem Ergebnis von Aufgabe 3.5.
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| |Arbeitsmethode}}
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| |Aufgabe 3.7: Im Leerlauf bergauf
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| Ein Fahrradfahrer hat in der Ebene sein Fahrrad auf 35km/h beschleunigt. Er hört auf, in die Pedale zu treten und lässt sein Fahrrad an einem Hügel auslaufen. Berechne, wie viel Höhe er gewinnen könnte, wenn das Fahrrad ohne Reibung den Hügel hinauffahren würde.
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| |Arbeitsmethode}}
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| |Aufgabe 3.8: Freier Fall auf halbem Wege
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| Ein Stein fällt von einem 40 Meter hohen Turm.
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| Jemand behauptet: Auf 20 Metern Höhe hat er die Hälfte der Geschwindigkeit erreicht, die er kurz vor dem Aufprall hat. Untersuche die Behauptung auf Richtigkeit und schreibe ein begründetes fachliches Gutachten.
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| |Arbeitsmethode}}
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| {{Lernpfad Energie}}
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| [[Kategorie:Physik]] | |
| [[Kategorie:ZUM2Edutags]] | |
| [[Kategorie:Interaktive Übung]] | |
| [[Kategorie:R-Quiz]] | |
