<Fallschirmsprung>
[1] Tandemsprung mit Sensoren
Inquiry Based Teaching von
Mag. Ronald Binder
<Fallschirmsprung>
• Allgemeine InformationenDas Szenarioziel ist die Unterscheidung des freien Falles und des Falles unter Berücksichtigung des Luftwiderstandes. Im Speziellen sollen die Vorgänge während eines Fallschirmsprunges analysiert werden
• Dauer: 5 x 50 min.• Vokabular: Geschwindigkeit, Beschleunigung, Newton´sche
Axiome, Gravitation, Schwerelosigkeit, Strömungswiderstand• Tools und Materialien: PC mit Internetverbindung, InLot-
Tools und Grafen des Fallschirmsprunges (Alternativ: Flugzeug mit einem Tandemspringer).
• Ziele und Zielsetzungen: die Studierenden sollen ...... mit Kraftvektoren umgehen können.…. Diagramme interpretieren lernen.... die unterschiedlichen Bewegungsabläufe beschreiben können.
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• Ausbildungsphase 1-1: Neugier wecken– Geschichte des Freien Falles– Theorie des Freien Falles
[2] Freier Fall mit Geogebra[3] Schwerelosigkeit mit Wasserflasche
<Fallschirmsprung>
• Ausbildungsphase 1-1: Neugier wecken– Anregung durch ein Experiment:
Der freie Fall mit dem KLiC-Ball
[5] Diagramm des Freien Falles
[4] KLiC-Ball
<Fallschirmsprung>
• Ausbildungsphase 1-2: Fragen zum aktuellen Wissen definieren– Fall unter Berücksichtigung des Luftwiderstandes
[6] Fallschirmsprung_Luftwiderstand.doc
<Fallschirmsprung>
• Ausbildungsphase 1-2: Fragen zum aktuellen Wissen definieren
– Zusammenfasssung der Theorie
– Linksammlung zum freien Fall:http://ne.lo-net2.de/selbstlernmaterial/p/m/lbo/lboindex.html
– Hintergrundinformationen zum Weltrekordversuch:Fall aus 40 km Höhe.www.redbullstratos.com
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• Ausbildungsphase 2-1: Vorläufige Erklärungen oder Hypothesen vorschlagen
Mögliche Fragestellungen:
– Welchen Einfluss hat der Luftwiderstand auf die Fallbewegung?
– Wie lange kommt es zu einer Geschwindigkeitszunahme?
– Wovon hängt die Höchstgeschwindigkeit ab?
– Was passiert bei der Fallschirmöffnung?
<Fallschirmsprung>
• Ausbildungsphase 2-2: Einfache Untersuchung planen und durchführen
Mögliche Untersuchungen:
– Modellfallschirmflug in Schulaula: • verschiedene Gewichte• Variation der Fallschirmfläche/
-krümmung
– Modellraketenstart mit Fallschirmbergung
[7] http://modellfallschirm.de/kreuz.html
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• Ausbildungsphase 3-1: Beweise aus der Beobachtung sammeln
Vorbereitung des Experiments:
Falls Rahmenbedingungen stimmen:– Montage der Sensoren und des Empfängers– Kopplung mit Tandemspringer– Kontrolle sämtlicher Sicherheitsmaßnahmen
<Fallschirmsprung>
• Ausbildungsphase 3-1: Beweise aus der Beobachtung sammeln
Durchführung der Messung:
– Sprung aus dem Flugzeug– Öffnen des Fallschirmes– Gleiten mit dem Fallschirm– Landung
<Fallschirmsprung>
• Ausbildungsphase 4-1: Erklärung aufgrund der Beweise
– Vergleich der Vorhersage und der Resultate:
[8] Falschirmsprung_Analyse.doc
[8] Falschirmsprung_Analyse.doc
<Fallschirmsprung>
• Ausbildungsphase 4-1: Erklärung aufgrund der Beweise
Diskussion:
– Welche Voraussagen waren richtig?
– Beschreibe die einzelnen Abschnitte anhand der Diagramme!
<Fallschirmsprung>
• Ausbildungsphase 4-2: Andrere Erklärungen betrachten
– Welche Parameter könnte man verändern? Wie würde sich das auf das Ergebnis auswirken?
– Warum kommt es kurz zu einer Geschwindigkeitszunahme vor der Abnahme der Geschwindigkeit?
<Fallschirmsprung>
• Ausbildungsphase 5-1: Erklärung kommunizieren
Aktivitäten
– Fallschirmsprung – Aufstellen einer linearen Funktion
– Fallschirmsprungquiz
– Beantwortung der Fragen auf http://www.leifiphysik.de/web_ph11/umwelt-technik/03fallweltrekord/fallindex.htm
Anfertigung von: Bericht, Protokoll, etc.
Publikation in: Schulzeitung, Schulhomepage, etc.
<Fallschirmsprung>
• Datenbank– Freier_Fall_Geschichte.doc– Freier_Fall_Theorie.doc– Freier_Fall.ggb– Schwerelosigkeit.mpg– Freier_Fall_Experiment.doc– Fallschirmsprung_Luftwiderstand.doc– Fallschirmsprung_Analyse.doc– Fallschirmsprung_Lineare_Funktion.doc– Fallschirmsprung_Quiz1.pdf– Fallschirmsprung_Quiz2.pdf– Fallschirmöffnung.mpg