Grundgleichung der Mechanik

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Welche Kräfte wirken beim Tauziehen oder wenn man einen Kühlschrank, eine Kiste oder eine Person verschiebt? Hier kann man eine Kraft ausüben und beobachten, wie sich das Objekt bewegt, die Reibungskraft beeinflussen und die Auswirkung auf die Bewegung der Objekte sehen. Es lässt sich außerdem der Zusammenhang von Kraft, Masse und Beschleunigung (“Die Grundgleichung der Mechanik”) genauer untersuchen.

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Physik

Primarstufe, Sekundarstufe I, Sekundarstufe II

Isaac Newton hat drei physikalische Gesetze (Axiome) formuliert, die bis heute gültig sind. Unter anderem ergeht aus seinen Ideen die Formel F = m * a. Was das bedeutet und Kraft mit Masse und Beschleunigung zu tun hat, dass erkläre ich euch in aller Ruhe! Natürlich gehe ich auch auf die Maßeinheiten und die Berechnung ein.

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Physik

Sekundarstufe I, Sekundarstufe II

Sammlung aus drei kurzen Videos 2. Newtonsches Gesetz (Aktionsprinzip) ohne Ton

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Physik

Sekundarstufe I, Sekundarstufe II

Raketen, Formel 1-Autos oder auch Tennisbälle: Wann immer etwas seine Geschwindigkeit ändert, kann man es mit dem zweiten Grundgesetz berechnen, das Newton b…

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Sekundarstufe II, Sekundarstufe I

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Diese Simulation des JavaLab zeigt anschaulich, welche Bedeutung die Grundgleichung der Mechanik besitzt: Unterschiedlich schwere Autos beschleunigen bei gleicher Kraft deutlich unterschiedlich schnell. Das JavaLab stellt zudem weitere physikalische Hintergrundinformationen zur Simulation bereit.

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Diese App simuliert eine Luftkissen- oder Rollen-Fahrbahn, wie sie für Versuche zur Bewegung mit konstanter Beschleunigung verwendet wird. Dabei wurde eine Fallbeschleunigung von 9,81 m/s2 vorausgesetzt. In den Eingabefeldern kann man die Masse des Wagens, die Masse des beschleunigenden Wägestücks und die Reibungszahl (in gewissen Grenzen) verändern. Vor jeder Messung sollte mit gedrückter Maustaste die Messstrecke (von der Startposition bis zur Lichtschranke LS, Genauigkeit 5 mm) eingestellt werden. Ein Klick auf den Startknopf setzt den Wagen und die Stoppuhr (Digitalanzeige, Genauigkeit 1 ms) in Bewegung. Ein roter Punkt im Zeit-Weg-Diagramm gibt jeweils die momentane Zeit und die bisher zurückgelegte Strecke an. Ist die Zeitmessung abgeschlossen, so wird das Messwertpaar in das Diagramm eingezeichnet. Klickt man anschließend mit der Maus auf den Schaltknopf (“Ergebnis registrieren”), so werden die Messwerte auch in die Liste rechts unten eingetragen. Ein Mausklick auf den weißen Schaltknopf liefert ein Diagramm zur Messreihe. Mit Hilfe des oberen Buttons können die Werte einer Messreihe gelöscht werden.

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Physik

Sekundarstufe I, Sekundarstufe II

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Oft wird darüber gesprochen, dass ein Mensch kräftig ist oder viel Kraft hat. Physikalisch gesehen ist diese Formulierung jedoch falsch. Kraft ist in der Physik keine Eigenschaft, die ein Körper oder Gegenstand besitzen kann. Was es mit der Kraft und den Newtonschen Axiomen auf sich hat, erfährst du hier.

Unterrichtsbaustein/-reihe, (Lehr-)Buch

Physik

Sekundarstufe I, Sekundarstufe II

Sammlung aus drei kurzen Videos 2. Newtonsches Gesetz (Aktionsprinzip) ohne Ton

Video, Interaktives Medium, Experiment

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Sekundarstufe I, Sekundarstufe II

Die LMU München stellt zwei stumme Videos zur experimentellen Prüfung der Grundgleichung der Mechanik bereit. Die Videos lassen sich beispielsweise als stumme Versuchsanleitung oder Ergänzung zu einer schriftlichen Anleitung nutzen. Die LMU stellt zudem didaktische Hinweise zur Durchführung der gezeigten Experimente bereit.

Experiment

Physik

Sekundarstufe I, Sekundarstufe II, Hochschule

Die LMU München stellt ein stummes Video zur Untersuchung der Grundgleichung der Mechanik anhand der Fallmaschine von Atwood bereit. Die Videos lassen sich beispielsweise als stumme Versuchsanleitung oder Ergänzung zu einer schriftlichen Anleitung nutzen. Die LMU stellt zudem didaktische Hinweise zur Durchführung der gezeigten Experimente bereit.

Experiment

Physik

Sekundarstufe I, Sekundarstufe II, Hochschule