Transcript Fallschirmsprung - Virtuelle Schule

<Fallschirmsprung>
[1] Tandemsprung mit Sensoren
Inquiry Based Teaching
von
Mag. Ronald Binder
<Fallschirmsprung>
• Allgemeine Informationen
Das 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, InLotTools 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
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• Ausbildungsphase 1-1: Neugier wecken
– Anregung durch ein Experiment:
Der freie Fall mit dem KLiC-Ball
[4] KLiC-Ball
[5] Diagramm des Freien Falles
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• Ausbildungsphase 1-2: Fragen zum aktuellen Wissen
definieren
– Fall unter Berücksichtigung des Luftwiderstandes
[6] Fallschirmsprung_Luftwiderstand.doc
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• Ausbildungsphase 1-2: Fragen zum aktuellen Wissen
definieren
– Zusammenfasssung der Theorie
– Linksammlung zum freien Fall:
http://ne.lonet2.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?
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• 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
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• 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?
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• Ausbildungsphase 5-1: Erklärung kommunizieren
Aktivitäten
– Fallschirmsprung – Aufstellen einer linearen Funktion
– Fallschirmsprungquiz
– Beantwortung der Fragen auf
http://www.leifiphysik.de/web_ph11/umwelttechnik/03fallweltrekord/fallindex.htm
Anfertigung von: Bericht, Protokoll, etc.
Publikation in: Schulzeitung, Schulhomepage, etc.
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• 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