Materialien zum Unterricht

Bewegungen: geradeaus, im Kreis, hin und her

Lumi hat einen Tag frei und verbringt ihn im Freizeitpark Bewegungsland. Im Gepäck: eine Stoppuhr für die Zeit, ein Maßband für den Weg und eine Kamera mit Blitzlicht, die in gleichen Zeitabständen ein Foto macht. Drei Fahrgeschäfte warten: eine gerade Bahn, ein Karussell und eine Riesenschaukel. Vorher gibt es Kino.

Zwei Fragen helfen, jede Bewegung zu beschreiben: Auf welcher Bahn bewegt sich der Körper? Und bleibt er gleich schnell oder nicht?

Die Sprüche sind albern, die Zahlen nicht: Alle Wege und Zeiten werden exakt berechnet, auch die Schaukel. Zum Üben auf Papier gibt es ein Arbeitsblatt mit Lösung. Wie man mit Weg und Zeit die Geschwindigkeit berechnet und Diagramme zeichnet, zeigt danach die Seite Gleichförmige Bewegung: s(t)- und v(t)-Diagramme.

Kino im Bewegungsland

Bevor Lumi selbst einsteigt, läuft im Parkkino der Vorfilm. Schau genau hin: Auf welcher Bahn bewegt sich Lumi? Und wer bleibt beim Rennen gleich schnell?

Das große Rennen: gleichförmig gegen ungleichförmig

Die gelben Punkte zeigen, wo Tilda und Lumi nach jeder Sekunde waren. Bei Tilda sind die Abstände immer gleich, bei Lumi werden sie größer.

Station 1: Drei Fahrgeschäfte

Stoppuhr: Zeit t0,0 s
Maßband: Weg s0,0 m
Bahn
Tempo

Die gelben Punkte sind Blitzlicht-Fotos: Die Kamera blitzt immer nach der gleichen Zeit. Liegen die Punkte gleich weit auseinander, kommt in jeder gleichen Zeit gleich viel Weg dazu.

Fahrgeschäft
Tempo

Blitzlicht

Lumis Messprotokoll

Schau in die orange Spalte: Kommt in jeder Sekunde gleich viel Weg dazu, ist die Bewegung gleichförmig. Sonst ist sie ungleichförmig.

Lumis Messkoffer: Weg und Zeit

Weg und Zeit sind physikalische Größen. Eine Größe besteht immer aus einer Zahl und einer Einheit: s = 40 m heißt „Der Weg beträgt 40 Meter“.

GrößeZeichenEinheitMessgerät
Wegs1 Meter (1 m)Maßband, Lineal, Wegstreckenzähler
Zeitt1 Sekunde (1 s)Stoppuhr, Uhr

Umrechnen: 1 km = 1000 m · 1 m = 100 cm · 1 cm = 10 mm
1 min = 60 s · 1 h = 60 min = 3600 s

Achtung, Verwechslungsgefahr: Das Zeichen für den Weg ist s (schräg, vom lateinischen spatium). Die Einheit Sekunde heißt auch s (gerade). s = 12 s ist deshalb Unsinn. Lumi hat das einmal geschrieben und musste zur Strafe zehn Runden Karussell fahren.

Merke – Bewegungen beschreiben:
  • Nach der Bahn unterscheidet man: geradlinige Bewegung (die Bahn ist eine gerade Linie), Kreisbewegung (die Bahn ist ein Kreis, der Körper läuft immer in derselben Richtung herum) und Schwingung (der Körper bewegt sich hin und her um eine Mitte, die Ruhelage; an den Umkehrpunkten kehrt er um).
  • Nach dem Tempo unterscheidet man: gleichförmige Bewegung: Der Körper legt in gleichen Zeiten gleiche Wege zurück, er bleibt gleich schnell. Ungleichförmige Bewegung: Der Körper wird schneller oder langsamer.
  • Beides gehört zusammen: Ein Riesenrad macht eine gleichförmige Kreisbewegung, ein anfahrender Zug eine ungleichförmige geradlinige Bewegung. Eine Schwingung ist immer ungleichförmig: in der Ruhelage am schnellsten, an den Umkehrpunkten kurz in Ruhe.
  • Um eine Bewegung zu beschreiben, misst man Weg s (in Meter, m) und Zeit t (in Sekunden, s).

Station 2: Bewegungs-Detektiv

Lumi hat im ganzen Park Blitzlicht-Fotos gemacht. Auf jedem Foto ist ein Körper mehrmals zu sehen, immer nach der gleichen Zeit. Finde heraus, auf welcher Bahn er sich bewegt und ob er gleich schnell bleibt.

Fall 1

Welche Bahn?

Welches Tempo?

Gelöste Fälle:
(⭐ beim ersten Versuch, ✓ mit mehreren Versuchen oder „Lösung zeigen“)

Teste dich

➜
Wie geht es weiter? Mit Weg und Zeit kannst du ausrechnen, wie schnell etwas ist, und die Bewegung in Diagrammen darstellen. Lumi steigt dafür auf einen Tretroller und fährt gegen Schildkröte Tilda: Gleichförmige Bewegung: s(t)- und v(t)-Diagramme.