Gleichförmige Bewegung

Diesen aiMOOC als Battle spielen: Deutsch, Klasse 9-10, G-Niveau

Gleichförmige Bewegung

Datei:Linear-motion-illustration.svg

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Einleitung

Eine Gleichförmige Bewegung liegt vor, wenn sich ein Körper mit gleichbleibender Geschwindigkeit in gleichbleibender Richtung bewegt. In gleichen Zeiten legt er gleiche Strecken zurück.

Beispiele sind ein Förderband, eine Rolltreppe oder ein Zug auf einem geraden Streckenabschnitt.

Merkmale

1. Geschwindigkeit: Sie bleibt konstant.
2. Bewegungsrichtung: Sie bleibt gleich.
3. Strecke: In gleichen Zeiten werden gleiche Strecken zurückgelegt.
4. Beschleunigung: Sie ist null.

Beobachte die Animation: In welchen Phasen fährt ein Zug gleichförmig? Wann steht er?

Datei:Train animation (local and express).gif

Formel

Die Geschwindigkeit wird so berechnet:

$v=\frac{s}{t}$

Dabei gilt:

1. v: Geschwindigkeit
2. s: Strecke
3. t: Zeit

Umgestellt erhältst Du:

$s=v\cdot t$

$t=\frac{s}{v}$

Beispiel: Ein Fahrrad fährt 60 Meter in 10 Sekunden.

$v=\frac{60m}{10s}=6\frac{m}{s}$

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Diagramme

Im Weg-Zeit-Diagramm entsteht eine Gerade. Je steiler die Gerade ist, desto größer ist die Geschwindigkeit.

Im Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm entsteht eine waagerechte Linie.

Datei:Chronogrammes solution exercice 2.svg

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Mini-Experiment

Lass ein Spielzeugauto über einen Tisch rollen. Markiere jede Sekunde seine Position. Sind die Abstände ungefähr gleich groß, bewegt sich das Auto annähernd gleichförmig.

Interaktive Animation: Gleichförmige Bewegungen vergleichen

Verknüpfte Lernbereiche

1. Mechanik: Bewegungen und Kräfte untersuchen.
2. Kinematik: Bewegungen mit Strecke, Zeit und Geschwindigkeit beschreiben.
3. Diagramme in der Physik: Messwerte darstellen und auswerten.
4. Mathematik: Formeln umstellen und proportionale Zusammenhänge erkennen.

Interaktive Aufgaben

Quiz: Teste Dein Wissen

Was bleibt bei einer gleichförmigen Bewegung gleich? (Die Geschwindigkeit) (!Die Masse) (!Die Strecke) (!Die Zeit)

Welche Formel berechnet die Geschwindigkeit? (v gleich s geteilt durch t) (!v gleich s mal t) (!v gleich t geteilt durch s) (!v gleich s plus t)

Welche Einheit passt zur Geschwindigkeit? (Meter pro Sekunde) (!Meter) (!Sekunde) (!Kilogramm)

Ein Körper legt 100 Meter in 20 Sekunden zurück. Wie groß ist seine Geschwindigkeit? (5 Meter pro Sekunde) (!20 Meter pro Sekunde) (!80 Meter pro Sekunde) (!120 Meter pro Sekunde)

Welche Formel berechnet die Strecke? (s gleich v mal t) (!s gleich v geteilt durch t) (!s gleich t geteilt durch v) (!s gleich v plus t)

Wie sieht das Weg-Zeit-Diagramm einer gleichförmigen Bewegung aus? (Als Gerade) (!Als Kreis) (!Als Wellenlinie) (!Als senkrechte Linie)

Wie sieht das Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm aus? (Als waagerechte Linie) (!Als steigende Kurve) (!Als fallende Kurve) (!Als Kreis)

Was geschieht bei doppelter Zeit? (Die Strecke verdoppelt sich) (!Die Geschwindigkeit verdoppelt sich) (!Die Strecke halbiert sich) (!Die Masse verdoppelt sich)

Wie groß ist die Beschleunigung? (Null) (!Eins) (!Zehn) (!Unendlich)

Welche Bewegung ist nicht gleichförmig? (Ein bremsendes Auto) (!Ein Förderband mit konstantem Tempo) (!Eine Rolltreppe mit konstantem Tempo) (!Ein Zug mit konstantem Tempo auf gerader Strecke)

Memory

Geschwindigkeit	Strecke pro Zeit
Strecke	Zurückgelegter Weg
Zeit	Gemessene Dauer
Weg-Zeit-Diagramm	Steigende Gerade
Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm	Waagerechte Linie
Beschleunigung	Wert null

Drag and Drop

Ordne die richtigen Begriffe zu.	Gleichförmige Bewegung
Geschwindigkeit	v gleich s geteilt durch t
Strecke	s gleich v mal t
Zeit	t gleich s geteilt durch v
Weg-Zeit-Diagramm	steigende Gerade
Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm	waagerechte Linie

Kreuzworträtsel

Geschwindigkeit	Welche Größe bleibt bei der Bewegung konstant?
Strecke	Welche Größe wird meist in Metern gemessen?
Sekunde	Wie heißt die Grundeinheit der Zeit?
Gerade	Welche Form hat der Graph im Weg-Zeit-Diagramm?
Stillstand	Wie heißt der Zustand bei einer Geschwindigkeit von null?
Beschleunigung	Welche Größe hat bei dieser Bewegung den Wert null?

Lückentext

Vervollständige den Text.

Bei einer gleichförmigen Bewegung bleibt die konstant. In gleichen Zeiten werden gleich lange zurückgelegt. Die Geschwindigkeit wird mit der Formel v gleich s geteilt durch berechnet. Ihre Einheit kann Meter pro sein. Im Weg-Zeit-Diagramm entsteht eine . Die Beschleunigung ist gleich .

Offene Aufgaben

Leicht

1. Beobachtung: Finde drei Beispiele für annähernd gleichförmige Bewegungen.
2. Formel: Gestalte eine Karte mit den Formeln für Geschwindigkeit, Strecke und Zeit.
3. Einheit: Erkläre den Unterschied zwischen Meter, Sekunde und Meter pro Sekunde.
4. Weg-Zeit-Diagramm: Zeichne den Graphen für 2 Meter pro Sekunde.

Standard

1. Experiment: Miss Strecke und Zeit eines rollenden Spielzeugautos.
2. Videoanalyse: Filme eine Bewegung und markiere die Position jede Sekunde.
3. Messwerttabelle: Erstelle eine Tabelle aus Zeit, Strecke und Geschwindigkeit.
4. Fehleranalyse: Erkläre, warum ein Auto im Stadtverkehr selten gleichförmig fährt.

Schwer

1. Messunsicherheit: Untersuche, wie Reaktionszeit und ungenaue Streckenmessung das Ergebnis verändern.
2. Modell: Erkläre, warum eine Bewegung in der Wirklichkeit oft nur annähernd gleichförmig ist.
3. Diagrammvergleich: Vergleiche zwei Weg-Zeit-Diagramme mit verschiedenen Steigungen.
4. Erklärvideo: Produziere ein kurzes Lernvideo mit Experiment, Formel und Diagramm.

Lernkontrolle

1. Rolltreppe: Eine Rolltreppe bewegt sich mit konstantem Tempo. Erkläre, wie sich Strecke und Zeit zueinander verhalten.
2. Radfahrer: Zwei Fahrräder fahren gleichförmig. Der zweite Graph ist steiler. Begründe, welches Fahrrad schneller ist.
3. Busfahrt: Ein Bus fährt an, hält das Tempo und bremst. Ordne die drei Phasen verschiedenen Bewegungsarten zu.
4. Versuchsplanung: Plane eine Messung, mit der Du prüfen kannst, ob ein Spielzeugauto gleichförmig fährt.
5. Förderband: Ein Paket braucht für 12 Meter 8 Sekunden. Berechne die Geschwindigkeit und sage voraus, wie weit es in 20 Sekunden kommt.

Lernnachweis

1. Du kannst die Gleichförmige Bewegung mit eigenen Worten erklären.
2. Du kannst mit $v=\frac{s}{t}$ rechnen.
3. Du kannst ein Weg-Zeit-Diagramm lesen und zeichnen.
4. Du kannst ein einfaches Experiment planen und auswerten.
5. Du kannst gleichförmige und nicht gleichförmige Bewegungen unterscheiden.

Links

Gleichförmige Bewegung Bewegung Geschwindigkeit Strecke Zeit Beschleunigung Weg-Zeit-Diagramm Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm