<Fallschirmsprung>

[1] Tandemsprung mit Sensoren

Inquiry Based Teaching von

Mag. Ronald Binder

<Fallschirmsprung>

• Allgemeine InformationenDas Szenarioziel ist die Unterscheidung des freien Falles und des Falles unter Berücksichtigung des Luftwiderstandes. Im Speziellen sollen die Vorgänge während eines Fallschirmsprunges analysiert werden

• Dauer: 5 x 50 min.• Vokabular: Geschwindigkeit, Beschleunigung, Newton´sche

Axiome, Gravitation, Schwerelosigkeit, Strömungswiderstand• Tools und Materialien: PC mit Internetverbindung, InLot-

Tools und Grafen des Fallschirmsprunges (Alternativ: Flugzeug mit einem Tandemspringer).

• Ziele und Zielsetzungen: die Studierenden sollen ...... mit Kraftvektoren umgehen können.…. Diagramme interpretieren lernen.... die unterschiedlichen Bewegungsabläufe beschreiben können.

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• Ausbildungsphase 1-1: Neugier wecken– Geschichte des Freien Falles– Theorie des Freien Falles

[2] Freier Fall mit Geogebra[3] Schwerelosigkeit mit Wasserflasche

<Fallschirmsprung>

• Ausbildungsphase 1-1: Neugier wecken– Anregung durch ein Experiment:

Der freie Fall mit dem KLiC-Ball

[5] Diagramm des Freien Falles

[4] KLiC-Ball

<Fallschirmsprung>

• Ausbildungsphase 1-2: Fragen zum aktuellen Wissen definieren– Fall unter Berücksichtigung des Luftwiderstandes

[6] Fallschirmsprung_Luftwiderstand.doc

<Fallschirmsprung>

• Ausbildungsphase 1-2: Fragen zum aktuellen Wissen definieren

– Zusammenfasssung der Theorie

– Linksammlung zum freien Fall:http://ne.lo-net2.de/selbstlernmaterial/p/m/lbo/lboindex.html

– Hintergrundinformationen zum Weltrekordversuch:Fall aus 40 km Höhe.www.redbullstratos.com

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• Ausbildungsphase 2-1: Vorläufige Erklärungen oder Hypothesen vorschlagen

Mögliche Fragestellungen:

– Welchen Einfluss hat der Luftwiderstand auf die Fallbewegung?

– Wie lange kommt es zu einer Geschwindigkeitszunahme?

– Wovon hängt die Höchstgeschwindigkeit ab?

– Was passiert bei der Fallschirmöffnung?

<Fallschirmsprung>

• Ausbildungsphase 2-2: Einfache Untersuchung planen und durchführen

Mögliche Untersuchungen:

– Modellfallschirmflug in Schulaula: • verschiedene Gewichte• Variation der Fallschirmfläche/

-krümmung

– Modellraketenstart mit Fallschirmbergung

[7] http://modellfallschirm.de/kreuz.html

<Fallschirmsprung>

• Ausbildungsphase 3-1: Beweise aus der Beobachtung sammeln

Vorbereitung des Experiments:

Falls Rahmenbedingungen stimmen:– Montage der Sensoren und des Empfängers– Kopplung mit Tandemspringer– Kontrolle sämtlicher Sicherheitsmaßnahmen

<Fallschirmsprung>

• Ausbildungsphase 3-1: Beweise aus der Beobachtung sammeln

Durchführung der Messung:

– Sprung aus dem Flugzeug– Öffnen des Fallschirmes– Gleiten mit dem Fallschirm– Landung

<Fallschirmsprung>

• Ausbildungsphase 4-1: Erklärung aufgrund der Beweise

– Vergleich der Vorhersage und der Resultate:

[8] Falschirmsprung_Analyse.doc

[8] Falschirmsprung_Analyse.doc

<Fallschirmsprung>

• Ausbildungsphase 4-1: Erklärung aufgrund der Beweise

Diskussion:

– Welche Voraussagen waren richtig?

– Beschreibe die einzelnen Abschnitte anhand der Diagramme!

<Fallschirmsprung>

• Ausbildungsphase 4-2: Andrere Erklärungen betrachten

– Welche Parameter könnte man verändern? Wie würde sich das auf das Ergebnis auswirken?

– Warum kommt es kurz zu einer Geschwindigkeitszunahme vor der Abnahme der Geschwindigkeit?

<Fallschirmsprung>

• Ausbildungsphase 5-1: Erklärung kommunizieren

Aktivitäten

– Fallschirmsprung – Aufstellen einer linearen Funktion

– Fallschirmsprungquiz

– Beantwortung der Fragen auf http://www.leifiphysik.de/web_ph11/umwelt-technik/03fallweltrekord/fallindex.htm

Anfertigung von: Bericht, Protokoll, etc.

Publikation in: Schulzeitung, Schulhomepage, etc.

<Fallschirmsprung>

• Datenbank– Freier_Fall_Geschichte.doc– Freier_Fall_Theorie.doc– Freier_Fall.ggb– Schwerelosigkeit.mpg– Freier_Fall_Experiment.doc– Fallschirmsprung_Luftwiderstand.doc– Fallschirmsprung_Analyse.doc– Fallschirmsprung_Lineare_Funktion.doc– Fallschirmsprung_Quiz1.pdf– Fallschirmsprung_Quiz2.pdf– Fallschirmöffnung.mpg