Strecke, Zeit und Geschwindigkeit verbinden - Bewegung - Physik
Strecke, Zeit und Geschwindigkeit verbinden - Bewegung - Physik
Strecke, Zeit und Geschwindigkeit verbinden - Bewegung - Physik
Einleitung
Wie schnell bist Du unterwegs? Dazu brauchst Du drei Größen: Strecke, Zeit und Geschwindigkeit.
Du lernst: messen, rechnen, vergleichen und ein Weg-Zeit-Diagramm lesen.
Bewegung
Etwas ist in Bewegung, wenn sich sein Ort verändert. Ein Fahrrad fährt zum Beispiel an einem Baum vorbei.
Ein fester Punkt hilft beim Vergleichen. Das kann ein Baum, eine Wand oder eine Startlinie sein.
Strecke, Zeit und Geschwindigkeit
| Größe | Zeichen | Bedeutung | Häufige Einheit |
|---|---|---|---|
| Strecke | s | Wie weit? | m oder km |
| Zeit | t | Wie lange? | s, min oder h |
| Geschwindigkeit | v | Wie schnell? | m/s oder km/h |
Merke: Strecke und Zeit müssen zusammenpassen. Kilometer passen gut zu Stunden. Meter passen gut zu Sekunden.
Geschwindigkeit berechnen
Geschwindigkeit = Strecke : Zeit
v = s : t
Beispiel: Du läufst 100 Meter in 20 Sekunden.
v = 100 m : 20 s = 5 m/s
Ändert sich das Tempo unterwegs, berechnest Du mit der Formel die Durchschnittsgeschwindigkeit.
Strecke berechnen
Strecke = Geschwindigkeit · Zeit
s = v · t
Beispiel: Ein Fahrrad fährt 12 km/h. Es fährt 2 Stunden.
s = 12 km/h · 2 h = 24 km
Zeit berechnen
Zeit = Strecke : Geschwindigkeit
t = s : v
Beispiel: Ein Weg ist 30 Kilometer lang. Ein Fahrrad fährt 10 km/h.
t = 30 km : 10 km/h = 3 h
Einheiten
| Einheit | Bedeutung |
|---|---|
| m | Meter |
| km | Kilometer |
| s | Sekunde |
| min | Minute |
| h | Stunde |
| m/s | Meter pro Sekunde |
| km/h | Kilometer pro Stunde |
1 Stunde = 60 Minuten = 3600 Sekunden
1 Kilometer = 1000 Meter
Für Fortgeschrittene: 1 m/s = 3,6 km/h.
Gleichförmige Bewegung
Bei einer gleichförmigen Bewegung bleibt die Geschwindigkeit gleich. In gleichen Zeiten werden gleiche Strecken zurückgelegt.
Weg-Zeit-Diagramm
Ein Weg-Zeit-Diagramm zeigt Strecke und Zeit.
- Die Zeit steht unten.
- Die Strecke steht links.
- Eine steile Linie bedeutet: hohe Geschwindigkeit.
- Eine waagerechte Linie bedeutet: Stillstand.
Einfach messen
Für einen Versuch brauchst Du ein Maßband, eine Stoppuhr und eine freie Strecke.
- Markiere Start und Ziel.
- Miss die Strecke.
- Stoppe die Zeit.
- Rechne v = s : t.
- Wiederhole den Versuch.
Sicherheit: Führe Lauf- und Fahrversuche nur auf einem sicheren Platz und mit Aufsicht durch.
Schnell vergleichen
| Vergleich | Ergebnis |
|---|---|
| Gleiche Zeit, längere Strecke | schneller |
| Gleiche Strecke, kürzere Zeit | schneller |
| Gleiche Strecke und gleiche Zeit | gleich schnell |
Merksatz
Geschwindigkeit sagt, welche Strecke in einer bestimmten Zeit zurückgelegt wird.
Interaktive Aufgaben
Quiz: Teste Dein Wissen
Wann bewegt sich ein Körper? (Wenn sich sein Ort verändert) (!Wenn seine Farbe heller wird) (!Wenn seine Masse größer wird) (!Wenn seine Temperatur gleich bleibt)
Wie berechnest Du die Geschwindigkeit? (Strecke geteilt durch Zeit) (!Strecke mal Zeit) (!Zeit geteilt durch Strecke) (!Strecke plus Zeit)
Welche Einheit passt zu einer Geschwindigkeit? (Kilometer pro Stunde) (!Kilometer) (!Stunde) (!Quadratmeter)
Ein Kind läuft 100 Meter in 20 Sekunden. Wie groß ist seine Geschwindigkeit? (5 Meter pro Sekunde) (!20 Meter pro Sekunde) (!80 Meter pro Sekunde) (!120 Meter pro Sekunde)
Wie berechnest Du die Strecke? (Geschwindigkeit mal Zeit) (!Geschwindigkeit geteilt durch Zeit) (!Zeit geteilt durch Geschwindigkeit) (!Geschwindigkeit minus Zeit)
Wie berechnest Du die Zeit? (Strecke geteilt durch Geschwindigkeit) (!Geschwindigkeit geteilt durch Strecke) (!Strecke mal Geschwindigkeit) (!Strecke plus Geschwindigkeit)
Ein Fahrrad fährt 12 Kilometer in 3 Stunden. Wie groß ist seine Geschwindigkeit? (4 Kilometer pro Stunde) (!9 Kilometer pro Stunde) (!15 Kilometer pro Stunde) (!36 Kilometer pro Stunde)
Was bedeutet eine steile Linie im Weg-Zeit-Diagramm? (Eine hohe Geschwindigkeit) (!Eine kleine Strecke) (!Eine lange Pause) (!Eine falsche Messung)
Was bedeutet eine waagerechte Linie im Weg-Zeit-Diagramm? (Der Körper steht still) (!Der Körper wird immer schneller) (!Der Körper fährt zurück) (!Die Strecke wird gemessen)
Welche Geräte eignen sich für einen Laufversuch? (Maßband und Stoppuhr) (!Waage und Thermometer) (!Lupe und Kompass) (!Magnet und Federwaage)
Memory
| Strecke | zurückgelegter Weg |
| Zeit | Dauer einer Bewegung |
| Geschwindigkeit | Strecke pro Zeit |
| Stoppuhr | misst die Zeit |
| Maßband | misst die Strecke |
| Tacho | zeigt das aktuelle Tempo |
Drag and Drop
| Ordne die richtigen Begriffe zu. | Thema |
|---|---|
| Strecke | Formelzeichen s |
| Zeit | Formelzeichen t |
| Geschwindigkeit | Formelzeichen v |
| Kilometer pro Stunde | Einheit km/h |
| Meter pro Sekunde | Einheit m/s |
| Stillstand | waagerechte Linie |
Kreuzworträtsel
| Strecke | Wie heißt der zurückgelegte Weg? |
| Sekunde | Welche kleine Zeiteinheit wird oft beim Laufen genutzt? |
| Stoppuhr | Womit misst Du die Dauer eines Rennens? |
| Tacho | Welches Gerät zeigt im Auto das Tempo? |
| Bewegung | Wie heißt eine Veränderung des Ortes? |
| Kilometer | Welche Längeneinheit wird bei langen Wegen genutzt? |
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Lückentext
Offene Aufgaben
Leicht
- Bewegung entdecken: Finde fünf Dinge, die sich bewegen. Zeichne sie und markiere ihre Bewegungsrichtung.
- Messgeräte: Fotografiere oder zeichne eine Stoppuhr, ein Maßband und einen Tacho. Schreibe zu jedem Gerät einen Satz.
- Geschwindigkeit schätzen: Ordne Gehen, Laufen, Radfahren und Autofahren von langsam nach schnell. Begründe Deine Reihenfolge.
- Formelkarte: Gestalte eine bunte Lernkarte mit v = s : t, s = v · t und t = s : v.
Standard
- Laufversuch: Miss eine Strecke von 10 Metern. Stoppe die Zeit für drei Läufe und berechne jeweils die Geschwindigkeit.
- Weg-Zeit-Comic: Zeichne eine Figur, die geht, stehen bleibt und weiterläuft. Zeichne dazu ein einfaches Weg-Zeit-Diagramm.
- Erklärvideo: Produziere ein kurzes Video, in dem Du die Formel v = s : t mit einem Beispiel erklärst.
- Schulweg untersuchen: Schätze die Länge und Dauer Deines Schulwegs. Berechne eine mögliche Durchschnittsgeschwindigkeit.
Schwer
- Vergleichsversuch: Vergleiche Gehen, schnelles Gehen und Laufen auf derselben Strecke. Werte die Ergebnisse in einer Tabelle aus.
- Messfehler: Wiederhole einen Laufversuch fünfmal. Erkläre, warum die gemessenen Zeiten nicht genau gleich sind.
- Diagrammprojekt: Erfinde Messwerte für eine Bewegung mit Fahrt und Pause. Zeichne ein Weg-Zeit-Diagramm und erkläre jeden Abschnitt.
- Forschungsfrage: Untersuche, ob eine längere Strecke automatisch eine höhere Geschwindigkeit bedeutet. Plane einen Versuch und begründe Dein Ergebnis.
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Lernkontrolle
- Wettrennen beurteilen: Mia läuft 60 Meter in 12 Sekunden. Ben läuft 80 Meter in 20 Sekunden. Berechne beide Geschwindigkeiten und erkläre, wer schneller ist.
- Fahrradtour planen: Eine Familie möchte 24 Kilometer mit 12 km/h fahren. Berechne die reine Fahrzeit und erkläre, warum die gesamte Ausflugszeit länger sein kann.
- Messung verbessern: Bei einem Laufversuch starten drei Kinder die Stoppuhr zu verschiedenen Zeiten. Beschreibe das Problem und entwickle eine bessere Messmethode.
- Diagramm deuten: Eine Linie steigt zuerst steil an, verläuft dann waagerecht und steigt danach flach weiter. Beschreibe die Bewegung in eigenen Worten.
- Aussage prüfen: Ein Kind sagt: „Wer die längste Strecke läuft, ist immer am schnellsten.“ Widerlege die Aussage mit einem eigenen Zahlenbeispiel.
- Alltag übertragen: Erkläre, wie Strecke, Zeit und Geschwindigkeit bei einer Busfahrt, einer Fahrradtour oder einem Spaziergang zusammenhängen.
Lernnachweis
Für Deinen Lernnachweis solltest Du zeigen, dass Du:
- Bewegung mit einer Ortsänderung erklären kannst.
- Strecke, Zeit und Geschwindigkeit unterscheiden kannst.
- die passende Formel auswählen und anwenden kannst.
- Einheiten richtig zuordnen kannst.
- einen einfachen Messversuch planen und auswerten kannst.
- ein Weg-Zeit-Diagramm beschreiben kannst.
- Ergebnisse mit einem vollständigen Rechenweg begründen kannst.
OERs zum Thema
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