Technische Spezifikationen
Kurze Beschreibung der Übung
Das Modell wird verwendet, um die Schüler bei der Erforschung der Physikgesetze der Kinematik und Dynamik zu unterstützen.
Anzahl der Teile dieser Übung
9
Allgemeine Beschreibung
Das Modell besteht aus einem Spielzeugauto, das ein Smartphone aufnehmen kann. Dieses wird zur Erfassung von Bewegungsdaten (Geschwindigkeit, Beschleunigung usw.) verwendet. Das Modell besteht aus 9 unabhängigen Teilen. Der größere Teil ist der Fahrzeugrahmen. Außerdem werden 2 Achsen, 1 Querruder bestehend aus 2 Teilen und 4 Räder benötigt. Der Modellauto-Rahmen muss so groß gedruckt werden, dass ein horizontal positioniertes Smartphone mit 5,5-Zoll-Display aufgenommen werden kann.
Zusätzliches Material
Verwendete Modelle:
Lizenzinfo
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Informationen zum Einsatz im Unterricht
Wie kann das Modell im Unterricht eingesetzt werden?
Das Modell wird von den Studenten verwendet, um die physikalischen Gesetze der Kinematik und Dynamik zu erforschen. Das Smartphone innerhalb des Modells wird verwendet, um Daten über Geschwindigkeit und Beschleunigung des Spielzeugautos zu sammeln, und zwar durch geeignete Anwendungen, die auf dem Telefon installiert sind (z. B. „Physics Toolbox Sensor Suite“).
(für weitere Details siehe:
http://physicsbuzz.physicscentral.com/2015/01/ihr-smartphone-can-do-physics.html)
Das Modellauto kann von den Schülern geschoben werden oder in einer geneigten Ebene in verschiedenen Winkeln abfahren. Das Modell kann verwendet werden, um die darauf wirkenden Kräfte (Antrieb, Reibung, Schwerkraft) abzuschätzen.
Welche Vorteile kann seine Verwendung haben?
Die Vorteile beziehen sich vor allem auf die Möglichkeit, die physikalischen Gesetze, die die sich bewegenden Objekte regeln, in der Praxis zu erkunden. Der taktile Sinn, zusätzlich zum optischen Sinn, und das Üben der verschiedenen Bewegungsarten des Spielzeugautos können den Schülern helfen, den Unterschied zwischen Geschwindigkeit und Beschleunigung zu verstehen.
Die Analyse der vom Smartphone gesammelten Daten fördert das Verständnis der Kinematik- und Dynamikkonzepte. Insbesondere haben die Lernenden die Möglichkeit, das Trägheitskonzept besser zu verstehen (durch Beobachtung und Quantifizierung der Geschwindigkeits- und Beschleunigungsunterschiede aufgrund der Verwendung von Smartphones mit unterschiedlichem Gewicht).
Die Schüler verwenden das Modell auch zur Abschätzung der Schwerkraftbeschleunigung, indem sie die während der Bewegung in der geneigten Ebene gesammelten Daten analysieren. Die über das Smartphone gesammelten Daten werden verwendet, um die Energietransformation und den Energieverlust zu berechnen, der durch Reibung verloren geht. Der Prozess der Datenerfassung, der Erstellung von Plots und der Analyse wird die logischen, mathematischen und IKT-Fähigkeiten der Schüler verbessern.
Kann es in anderen Fächern verwendet werden?
Mathematik, Informations- und Kommunikationstechnologie (Datenanalyse)