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10 Kräfte 10 Hook 10 Hebel 10 schiefe Ebene 10 Flaschenzug

Physik, 10 Mechanik - im Kontext des Pyramidenbaus

Übersicht Lernzirkel    

Übersicht

Zuerst ein Vorwort an alle Physikkollegen: Die extrem späte Stellung des Themas Mechanik im Verlauf der S I hängt mit dem schulinternen Lehrplan zusammen und wir sind uns der daraus resultierenden Problematik bewusst. Der Lernzirkel kann ohne Änderung genauso gut in den Klasse 8 oder 9 eingesetzt werden.

Die Physik der einfachen Maschinen lässt sich wie kaum ein anderes Thema fast vollständig in einem Kontext erarbeiten. Um den Pyramidenbau ranken sich ja zahllose Ideen und pseudowissenschaftliche Phantastereien. Ziel des Kontextes ist daher auch nicht das Geheimnis des Pyramidenbaus zu lüften, sondern er dient in erster Linie der Motivation.

Als Lernvorrausetzung ist nur der Vektorcharakter der Kraft (einschließlich dessen Messung) nötig.

Im Schuljahr 2003/04 wurde eine Station mit Auswertung wegen einer Lehrprobe aus dem Lernzirkel lehrerzentriert vorgezogen: der zweiseitige Hebel. Ich selber wäre ohne diese Zwangslage wahrscheinlich gar nicht auf diese Idee gekommen, habe aber festgestellt, dass die Schüler dadurch eine sehr gute Orientierung für die späteren eigenen Protokolle bekommen habe (danke Tobias). Die Qualität war jedenfalls deutlich besser.

Zur Einführung zeige ich den etwa 30 Minuten dauernden Film "Eine Pyramide wird gebaut" von FWU (Mediennr.: 42 01937). Dies ist im Wesentlichen eine Dokumentation des Versuchs mit den damals verfügbaren Mitteln eine 9 Meter hohe Pyramide in 30 Tagen zu bauen. Im Film selber sind fast alle Aspekte zu sehen, welche auch im Lernzirkel behandelt werden. Leider ist dieser film in den letzten Jahren zunehmend schwierig zu finden.

Einige Stationen haben keinen physikalischen Inhalt und dienen der Stärkung des Kontextes. Sie dienen außerdem als Zeitpuffer für schnelle Gruppen. Die Bereitstellung im Internet (als Kopie mitgeben geht natürlich auch) erlaubt es darüber hinaus lernschwachen oder langsamen Gruppen sich im Fach einzubringen.

Der Flaschenzug kommt als Wahlstation zwar schon im Lernzirkel vor, wird aber im Anschluss an ihn nochmals lehrerzentriert behandelt. Als Neuerung werden dort dann auch Flaschenzüge vorgestellt, wo die bekannte Faustformel versagt. Es lernen also alle etwas neues.

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Lernzirkel Pyramiden

Als erstes die Übersicht Mechanik Pyramidenbau. Hier sind die einzelnen Stationen, ihre Aufteilung in Wahl- und Pflichtstationen sowie ihr geschätzter Schwierigkeitsgrad aufgeführt.

Die Stationen befinden sich im Wordformat als Sammlung in folgender Datei: Lernzirkel_Pyramiden.zip

Station Der einseitige Hebel v3.0 Tipp Der einseitige Hebel v3.0
Station Der zweiseitige Hebel v2.0 Tipp Der zweiseitige Hebel v1.0
Station Der schiefe Hebel v2.1 Tipp Der schiefe Hebel v2.1
Station Wenn am Hebel viele Kräfte walten v2.1 Tipp Wenn am Hebel viele Kräfte walten v2.0
Station Der Transport der Steine v2.0 Tipp Der Transport der Steine v1.0
Station Reibung bremst die Bewegung v1.1 Tipp Reibung bremst die Bewegung v1.0
Station Der Verschlussmechanismus des Eingangs v1.0 Tipp Der Verschlussmechanismus des Eingangs v1.0
Station Die Rampe - eine schiefe Ebene v1.1 Tipp Die Rampe - eine schiefe Ebene v1.0
Station Hebel überall v1.0 Tipp Hebel überall v2.0
Station noch mehr Hebel v1.0 Tipp noch mehr Hebel v2.0
Station Das Brechen der Steine v2.0 Station Das alte Ägypten 2.0
Station Hieroglyphen v1.0 Tipp Hieroglyphen v1.0
Station Die Götter der alten Ägypter v2.0 Station Skurrile Idee - gegossene Pyramiden v2.0
Station Die 7 Weltwunder v1.0 Station Salbei v2.0
Station Schlafende Vögel auf der Stange v2.1 Station Schrauben mal ganz anders v2.0
Station Kreuzworträtsel Hebel Station Memoryspiel Hebel
Station Resümee v2.0

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letzte Änderung: 20.08.2009