Lehrstuhl für Didaktik der Physik
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Impuls und Impulssatz

Lehrplanbezug


Die Behandlung von Impuls und Impulserhaltungsatz ist bislang nur in Jahrgangsstufe 10 der Gymnasien vorgesehen. In den Realschulen werden mit Einführung des LehrPlanPlus Impuls und Impulssatz im Unterricht wieder besprochen.

Video

Download 154 MB (rechter Mausklick)

Wird das Video bei Tageslicht mit Hilfe einse Beamers vorgeführt, sollte man im Menue des Beamers Helligkeit und Kontrast so einstellen, dass die Messwerte im Video zu erkennen sind.

Hinweise zur Durchführung

Im Video sind beim Aufbau des Experiments kleine grüne Papieröhrchen um den Faden und rote Klebepunkte auf dem Faden zu sehen. Sie dienen keinem eigentlichen Versuchzweck, sondern sollen nur den dünnen Faden erkennbar machen. Bei den Wiederholungen des Experiments wurden sie deshalb weggelassen.
Das Anbringen der Fäden ist ziemlich lästig; für den Unterricht bietet es sich an, eine Reihe von Fäden im Vorfeld vorzubereiten. Den Faden kann man auch mit einer scharfen Schere durchschneiden.
Der Versuch wurde mit dem Messwerterfassungsystem Cassy durchgeführt. Die verwendeten Messdateien stehen hier (rechter Mausklick) zum Download bereit.
Die Rollbahn muss einigermaßen genau justiert sein, um keine zu großen Abweichungen der Messwerte zu erhalten. Die Wägen muss man am Ende der Rollbahn evtl. aufhalten, um zu verhindern, dass sie ein zweites Mal durch die Lichtschranken rollen.

Didaktische Hinweise

Die Einführung des Impulses und die Formulierung des Impulssatzes erfolgt oft deduktiv. Dabei geht man vom dritten Newtonschen Axiom unter der Voraussetzung konstanter Beschleunigung aus. Durch Umstellen dieser Gleichung erhält man dann Impuls und Impulssatz, wobei dann das Produkt aus Masse und Geschwindigkeit als Impuls definiert wird.
Will man induktiv vorgehen, bietet sich obiges Experiment an. Variiert man die Masse der Wägen, so können die Schüler erkennen, dass das Produkt aus Masse und Geschwindigkeit konstant ist. Man erhält also Impulsdefinition und Impulssatz gleichzeitig aus dem Experiment. Hier bietet sich auch die Möglichkeit an, auf das Wesen von Erhaltungsgrößen zu einzugehen.
Mit Einführung des LehrplanPlus soll in der Jahrgangsstufe 7 die Wirkung von Kräften mit dem Zusammenhang F · Δt = m · Δv diskutiert werden. Hier steht auf der rechten Seite im Wesentlichen schon die Defintion des Impulses, so dass sich eine gute Möglichkeit zur Anknüpfung an die Mechanik der 7. Klasse ergibt.

Weiteres Material und Links

Videos


                                                                Elastischer Stoß stoßende Masse größer
                                                                Download, 154 MB
                                                                Download, 13 MB

                                                                Elastischer Stoß stoßende Masse kleiner
                                                                Download, 150 MB
                                                                Download, 13 MB

Links:

LEIFI Physik Impuls und Impulssatz
Raketenphysik
Physik online Mechanik III
Wissenstexte Physik Impulssatz

 

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Verantwortlich für den Inhalt: Matthias Schweinberger


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