Unterrichtsmaterialien Physik: Keplers Gesetze
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Formeln, Tabellen und Diagramme - Einsatz verschiedener mathematischer Darstellungsformen im PhysikunterrichtHeute werden physikalische Gesetze zumeist in algebraischer Form, als Gleichungen oder Formeln, dargestellt. Diese bedürfen im Unterricht zusätzlich der sprachlichen Erläuterung. Der Wechsel zwischen diesen verschiedenen Darstellungen – algebraisch, grafisch oder verbal – spielt für das Lernen eine wichtige Rolle. Daher werden wir hier zunächst die Darstellungsformen mit einem Schwerpunkt auf mathematischen Formen beschreiben und dann genauer auf den Wechsel zwischen diesen Darstellungsformen eingehen.
Algebra
5-13. Klasse
Sekundarstufe
8 SeitenAlgebra5-13. KlasseSekundarstufe8 SeitenTesten kostet nichts
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Einheit
Die Gesetze von KeplerDas Weltbild zu Zeiten Keplers; Die Zeit von Johannes Kepler; Die Gesetze von Kepler; Einige interessante Planetendaten; Aufgaben; Sind Sie fit? – Testen Sie Ihr Wissen!
Keplers Gesetze11-13. KlasseBerufliche Schule10 SeitenKeplers Gesetze11-13. KlasseBerufliche Schule10 Seiten
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Ist der Sommer länger als der Winter? - M1-M4Das heliozentrische Weltbild des Kopernikus (M 1) beantwortet noch nicht die Frage, die unserer Arbeitseinheit zugrunde liegt. Es erklärt nicht die damals durchaus bekannte Tatsache der unterschiedlichen Länge der Jahreszeiten. Die Antwort dazu, nämlich dass die Erde die Sonne auf einer Ellipse umkreist, in deren einem Brennpunkt die Sonne steht, hat Johannes Kepler in seinem ersten Gesetz gegeben (M 2). Keplers zweites Gesetz führt zu dem Gravitationsgesetz von Newton. Hier wird bereits die Gravitationskonstante G eingeführt. Das Material M 3 veranlasst die Schüler, sich intensiv mit der Ellipse und ihrer Gesetzmäßigkeit auseinanderzusetzen. Die Ableitungen der Länge der beiden Hauptachsen und der Entfernung h der Erde von der Sonne in den Äquinoktien werden gegeben. Die Schüler die geforderten Strecken selbstständig ableiten zu lassen, wäre in vielen Fällen eine Überforderung der Schüler. Das könnte zu Lustlosigkeit und Desinteresse an den späteren Aufgaben führen. Das Material M 4 dient der Erfolgskontrolle. Waren die Schüler bei den vorigen Arbeitsmaterialien zu flüchtig, dann würden sie bereits bei der Ellipse des Gärtners scheitern.
Astronomie11-13. KlasseBerufliche Schule6 SeitenAstronomie11-13. KlasseBerufliche Schule6 Seiten
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Metatheoretische Reflexionen – ein roter Faden im PhysikunterrichtDie Einführung in einen neuen thematischen Bereich der Physik beginnt üblicherweise damit, mit charakteristischen Phänomenen vertraut zu werden. In der Wärmelehre sind das beispielsweise die Ausdehnung der Stoffe bei Wärmezufuhr, die unterschiedliche Wärmeleitung der Stoffe oder die Änderung des Aggregatzustands. In einem zweiten Schritt versucht man, „hinter“ die Phänomene zu sehen, man versucht die raum-zeitlichen Änderungen der Dinge mathematisch zu fassen; das heißt, es werden Gesetze und Theorien über die Phänomene entworfen. – Oder werden Gesetze und Theorien „erfunden“ oder „entdeckt“?
Keplers Gesetze5-13. KlasseSekundarstufe5 SeitenKeplers Gesetze5-13. KlasseSekundarstufe5 SeitenVerwandte Themen
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Offene KometenbahnDer Flächensatz von Johannes Kepler gilt sogar für Satelliten, die ihren Zentralkörper auf einer elliptischen Bahn umlaufen. Wir gehen der Frage nach, ob dieser Satz, auch zweites Kepler'sches Gesetz genannt, auch für parabelförmige Kometenbahnen gilt.
Astronomie11-12. KlasseBerufliche Schule14 SeitenAstronomie11-12. KlasseBerufliche Schule14 Seiten
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Gravitation, Zentripetalkraft und Kepler’sche Gesetze – die unterschiedliche Länge der Jahreszeiten erkundenJedes Jahr umrundet die Erde als ein treuer Begleiter die Sonne. Frühjahr, Sommer, Herbst und Winter wechseln in diesem Zeitraum einander ab und bestimmen unser Leben. Manchem vergeht dabei eine bestimmte Jahreszeit nicht schnell genug – er hat den Eindruck, sie dauere länger als die anderen. Und so falsch ist dieser Eindruck auch nicht, denn Frühling und Sommer sind auf der Nordhalbkugel tatsächlich länger als Herbst und Winter. Was hat es mit den unterschiedlich langen Jahreszeiten auf sich? Gehen Sie dieser Frage in einem problemorientierten Physikunterricht nach: Ihre Schüler stellen Hypothesen auf. Sie ergründen die Ursache für die unterschiedliche Länge der Jahreszeiten, indem sie Schlussfolgerungen aus den Kepler’schen Gesetzen ziehen. Anschließend vollziehen sie mithilfe des Gravitationsgesetzes auch rechnerisch nach, warum die Jahreszeiten unterschiedlich lang sind.
Astronomie11-13. KlasseGymnasium26 SeitenAstronomie11-13. KlasseGymnasium26 Seiten
Einheit
Übungskarten: Druck – Bewegung – Newtonsche Gesetze und EnergieMittels der vorliegenden Übungskarten festigen die Schülerinnen und Schüler ihr Wissen zum Druck, zur Bewegung, zu den newtonschen Gesetzen sowie zur Energie.
Astronomie9-10. KlasseGymnasium3 SeitenAstronomie9-10. KlasseGymnasium3 Seiten
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