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© Horst Hübel Würzburg 2005 - 2014

Schülerversuch zum horizontalen Wurf


Mit primitivsten Mitteln soll ein ergiebiger Versuch durchgeführt werden über

  • den Zusammenhang zwischen Horizontalgeschwindigkeit und Wurfweite
  • den Zusammenhang zwischen Starthöhe an einer schiefen Ebene und Horizontalgeschwindigkeit bzw. Wurfweite.

f Dazu wird aus in der Länge halbierten Regalbrettern (weiß, kunststoffbeschichtet, typisch 80 cm Länge), einem Stativ mit einer Leybold-Klemme als Auflage für das Regalbrett, einer Kugellager-Kugel (typisch 3 cm Durchmesser) und Klebeband eine Sprungschanze aufgebaut. Der Schülertisch dient als horizontaler Schanzentisch. Das Klebeband dient zum Glätten der Fahrbahn: die Kugellager-Kugel soll nicht an der unteren Kante des Anlaufs "hüpfen". Weiter werden pro Gruppe noch ein oder zwei Lineale benötigt. Zum Einhängen der Regalbretter in die Leybold-Muffe wurde jeweils ein Haken in die Stirnseite des Bretts geschraubt.

In einer Variante A des Versuchs wird offen gelassen, wie die Horizontalgeschwindigkeit auf dem Schanzentisch gemessen wird. Die Schüler auf dem linken Bild wollten offenbar die Länge des Anlaufs als Maß für die Horizontalgeschwindigkeit beim Start zum horizontalen Wurf nutzen.

Andere Schüler verwendeten die Starthöhe der Kugel auf dem Anlauf als Maß für die Horizontalgeschwindigkeit. Nach dem Energiesatz ist die Starthöhe proportional zur kinetischen Energie. Die Wurzel aus der Starthöhe und die Geschwindigkeit sind dann proportional. Bei einer festen Wurfhöhe des anschließenden horizontalen Wurfes müsste dann auch die Wurfweite proportional zur Wurzel aus der Anlaufhöhe sein.

In einer Variante B werden die Schüler durch ein Arbeitsblatt stärker geführt und zu den wesentlichen Betrachtungsweisen gedrängt (Download Arbeitsblatt im PDF-Format). Die Entdeckung von Proportionalitäten oder ähnlichen einfachen Beziehungen scheint mir in diesem Zusammenhang wichtiger als die Ermittlung einer "Formel".

In einem  nachfolgenden Aufgabenblatt wurde die Argumentation mit Verdoppelung, Verdreifachung, ... weiter eingeübt.

Mit einfachsten Mitteln wird ein ergiebiger Schülerversuch durchgeführt. 

(Ein etwas älteres Foto vom Friedrich-Koenig-Gymnasium Würzburg.)

Hier wurde erst eine "Eichkurve" zur Ermittlung der Geschwindigkeit aus
der Länge des Anlaufs aufgenommen (oberer Graph), dann die Wurfweite in Abhängigkeit von der so ermittelten Horizontalgeschwindigkeit dargestellt (unterer Graph).

Hier wurde die Geschwindigkeit aus der Starthöhe auf dem Anlauf berechnet und gleich der interessierende Graph gezeichnet. Die erhaltene Ursprungsgerade fordert zu einer theoretischen Deutung geradezu heraus.

Um die beiden beteiligten Höhen zu unterscheiden, wird die eine "Starthöhe" genannt (Anlauf), die zweite "Abschusshöhe" (Siehe Arbeitsblatt).

dsa

Ein etwas neueres Foto von der Deutschen Schule Algarve (Silves, Portugal):

unten sieht man gerade noch ein Stück des Maßstabs (blau)