Unsere Gesellschaft zeichnet sich durch ein hohes Maß an Mobilität der Menschen aus. Die grundlegenden Phänomene von Bewegungsvorgängen sind einer direkten Beobachtung leicht zugänglich. Die Unterscheidung der beiden Größen Energie und Kraft stellt für Schülerinnen und Schüler eine Herausforderung dar. Beides ist zudem für die Bewegungsänderung von Körpern notwendig, wodurch eine Unterscheidung zusätzlich erschwert wird. Ein Unterricht, welcher beide Begriffe zur Beschreibung der Bewegungsvorgänge nutzt, ermöglicht den Schülerinnen und Schülern hier eine deutliche Unterscheidung vorzunehmen.
In diesem Themenfeld lernen die Schülerinnen und Schüler, wie die Gesetzmäßigkeiten einfacher Bewegungsvorgänge grafisch dargestellt und durch mathematische Formeln vorhergesagt werden können. Insbesondere die grafischen Darstellungsformen ermöglichen die einfache Kommunikation naturwissenschaftlicher Ergebnisse. Wegen der geforderten quantitativen Auswertung von Messungen ist eine enge Abstimmung mit dem Fach Mathematik notwendig.
| Inhaltsbezogene Kompetenzen |
| Die Schülerinnen und Schüler … |
| verwenden lineare t-s– und t-v-Diagramme zur Beschreibung geradli-niger Bewegungen. |
| erläutern die zugehörigen Gleichungen |
| unterscheiden zwischen Momentan- und Durchschnittsgeschwindig-keit. |
| unterscheiden zwischen Gewichtskraft und Masse. |
| beschreiben die Masse (m) als gemeinsames Maß für die Schwere und Trägheit eines Körpers. |
| verwenden als Maßeinheit der Masse das Kilogramm (kg). |
| beschreiben die Trägheit eines Körpers als Maß für seinen Wider-stand gegen Änderungen des Bewegungszustandes. |
| identifizieren Kräfte als Ursache von Bewegungsänderungen/ Verfor-mungen oder von Energieänderungen. |
| unterscheiden zwischen Kraft und Energie. |
| beschreiben das Kräftegleichgewicht bei ruhenden Körpern. |
| Prozessbezogene Kompetenzen |
| Die Schülerinnen und Schüler … |
| werten gewonnene Daten anhand geeigneter Diagramme auch unter Verwendung von Software aus (zweckmäßige Skalierung der Ach-sen, Ausgleichsgerade). (EG) |
| bestimmen die Steigung in t-s- und t-v-Diagrammen und interpretie-ren sie als Geschwindigkeit bzw. Beschleunigung. (EG) |
| nutzen diese Kenntnisse zur Lösung einfacher Aufgaben. (EG) |
| beschreiben entsprechende Situationen umgangssprachlich und be-nutzen dabei zunehmend Fachbegriffe. (K) |
| wenden ihre Kenntnisse über Trägheit und Gewichtskraft in Alltagssi-tuationen an. (EG, B) |
| verwenden für Berechnungen der Gewichtskraft den Ortsfaktor g. (EG) |
| beschreiben entsprechende Phänomene aus dem Alltag und führen diese auf das Vorhandensein von Kräften zurück. (EG) |
| beschreiben, dass mechanische Energieänderungen durch Kräfte verursacht werden. (EG) |
| führen geeignete Versuche zur Kraftmessung durch. (EG) |
| stellen Kräfte als gerichtete Größen mit Pfeilen dar. (K) |
| bestimmen die Ersatzkraft zweier Kräfte im Experiment. (EG) |