Moderne Physik in der 11. Klasse MNG

Die Addita in der Klasse 11 des mathematisch-naturwissenschaftlichen Gymnasiums bieten eine gute Gelegentheit, mithilfe geeigenter Computerprogramme über den durch mathematische bzw. experimentelle Grenzen gesetzten Tellerrand der herkömmlichen Schulphysik hinauszublicken.

Bei dem hier vorgestellte Weg wurde die computergestützte Simulation dynamischer Systeme dazu eingesetzt, eine Reihe von Ergänzungen und Erweiterungen zu den Experimenten des Fundamentums zu untersuchen. Einen großen Schwerpunkt bilden dabei die Reibungseffekte, deren mathematische Untersuchung die Physik in einen speziellen Mathematikkurs verwandeln würde. Durch diese Simulationen können die erarbeiteten Gesetzmäßigkeiten nun in die Erfahrungswelt der Schüler übertragen werden. Die Schüler können sehen, ob "das rauskommt", was sie selbst beobachten. Aber auch spezielle Themen wie der Vergleich verschiedener Modelle des inelastischen Stoßes oder der Einfluss der Reibung auf den optimalen Winkel des schiefen Wurfes können untersucht werden.

Für diesen Kurs wird das Programm "Dynasys" verwendet. Es können aber auch andere ähnliche Werkzeuge verwendet werden.


Die Arbeitsblätter der Stunden und die Beispiellösungen (Stand 01.08.2005):

  1. Einstieg in Dynasys
    Arbeitsblatt: MS-Word97/98-Datei (144k)
    Lösungen: Aufgabe 1 (4k) Aufgabe 2 (4k)
  2. Aufgaben zur Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit
    Arbeitsblatt: MS-Word97/98-Datei (48k)
    Lösungen: Aufgabe 1 (4k) Aufgabe 2a (8k) Aufgabe 2 (8k)
  3. Bewegung mit konstanter Beschleunigung
    Arbeitsblatt: MS-Word97/98-Datei (128k)
    Lösungen: Aufgabe 1 (4k) Aufgabe 2 (8k)
  4. Abschnittsweise definierte Bewegungen
    Arbeitsblatt: MS-Word97/98-Datei (124k)
    Lösungen: Aufgabe 1a (4k) Aufgabe 1d (4k)
  5. Das Kraftgesetz
    Arbeitsblatt: MS-Word97/98-Datei (76k)
    Lösungen: Aufgabe 1a (8k) Aufgabe 1b (8k) Aufgabe 1c (8k) Aufgabe 1d (8k)
  6. Das Federpendel
    Arbeitsblatt: MS-Word97/98-Datei (96k)
    Lösungen: Aufgabe 1 (16k)
  7. Die harmonische Schwingung
    Arbeitsblatt: MS-Word97/98-Datei (88k)
    Ergebnisse: MS-Word97/98-Datei (88k)
  8. Das Fadenpendel
    Arbeitsblatt: MS-Word97/98-Datei (88k)
    Lösungen: Aufgabe 1 (12k) Aufgabe 2 (16k)
  9. Bewegungsgleichung der harmonischen Schwingung
    Arbeitsblatt: MS-Word97/98-Datei (76k)
    Lösungen: Aufgabe 1 (24k)
  10. Energieerhaltung bei der harmonischen Schwingung
    Arbeitsblatt: MS-Word97/98-Datei (104k)
    Lösungen: Aufgabe 1 (20k) Aufgabe 2 (16k)
  11. Der freie Fall mit Reibung
    Arbeitsblatt: MS-Word97/98-Datei (76k)
    Lösungen: Aufgabe 1 (12k) Aufgabe 2 (12k)
  12. Die gedämpfte Schwingung
    Arbeitsblatt: MS-Word97/98-Datei (116k)
    Lösungen: Aufgabe 1 (16k) Aufgabe 2 (16k)
  13. Reibungswärme
    Arbeitsblatt: MS-Word97/98-Datei (88k)
    Lösung: Aufgabe 1 (28k)
  14. Das gedämpfte Fadenpendel
    Arbeitsblatt: MS-Word97/98-Datei (56k)
    Lösung: Aufgabe 1 (20k)
  15. Der elastische Stoß
    Arbeitsblatt: MS-Word97/98-Datei (124k)
    Lösungen: Aufgabe 1 (16k) Aufgabe 2a (20k) Aufgabe 2b (24k)
  16. Der inelastische Stoß
    Arbeitsblatt: MS-Word97/98-Datei (228k)
    Lösungen: Aufgabe 1a (28k) Aufgabe 3a (36k)
  17. Der waagrechte Wurf
    Arbeitsblatt: MS-Word97/98-Datei (68k)
    Lösung: Aufgabe 1a (8k)
  18. Der schiefe Wurf
    Arbeitsblatt: MS-Word97/98-Datei (84k)
  19. Optimaler Winkel abhängig von der Höhe
    Arbeitsblatt: MS-Word97/98-Datei (172k)
    Lösung: MS-Word97/98-Datei (168k)
  20. Wurf mit Reibung
    Arbeitsblatt: MS-Word97/98-Datei (168k)
    Dynasysmodell: Modell (24k)
  21. Kreisbewegung
    Arbeitsblatt: MS-Word97/98-Datei (92k)
    Lösung: Aufgabe 1a (16k)
  22. Zentralkörper
    Arbeitsblatt: MS-Word97/98-Datei (64k)
    Lösung: Aufgabe 1a (20k)
  23. Zweikörperproblem
    Arbeitsblatt: MS-Word97/98-Datei (92k)
    Lösungen: Aufgabe 1a (28k) Aufgabe 2a (40k)

Die folgende Aufaben waren geplant, konnten aber wegen Ausfällen nicht behandelt werden.

  1. Dreikörperproblem
    Arbeitsblatt: MS-Word97/98-Datei (56k)
    Lösung: Aufgabe 1a (44k)
  2. Zusätze
    Arbeitsblatt: MS-Word97/98-Datei (28k)

Der Kurs wurde im Schuljahr 2003/2004 bereits einmal durchgeführt. Die zusammengefassten Arbeitsblätter sind ebenfalls verfügbar: