Schwingungen
Kompetenz 1: Die SuS erläutern die Eigenschaften harmonischer mechanischer Schwingungen sowie deren Beschreibungsgrößen Elongation, Amplitude, Periodendauer, Frequenz und deren Zusammenhänge
Unterrichts-einheit
Einstieg
Experimente: Videos und Animationen
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Aufgaben
1a. Faden-pendel
1b. Feder-pendel
Kompetenz 2: Die SuS leiten für das Federpendel und unter Berücksichtigung der Kleinwinkelnäherung für das Fadenpendel aus dem linearen Kraftgesetz die zugehörigen Differentialgleichungen her
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Aufgaben
Kompetenz 3: Die SuS erläutern qualitativ die physikalischen Prozesse bei ungedämpften und gedämpften mechanischen Schwingungen und untersuchen experimentell die Abhängigkeit der Periodendauer und Amplitudenabnahme von Einflussgrößen bei mechanischen harmonischen Schwingungen unter Anwendung digitaler Werkzeuge
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Aufgaben
3a.
Ungedämpfte und gedämpfte Schwing-ungen
Kompetenz 4: Die SuS ermitteln mithilfe der Differentialgleichungen und der Lösungsansätze für das ungedämpfte Fadenpendel und die ungedämpfte Federschwingung die Periodendauer
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Aufgaben
4b. Perioden-dauer Fadenpendel
Kompetenz 5: Die SuS untersuchen experimentell am Beispiel des Federpendels das Phänomen der Resonanz auch unter Rückbezug auf Alltagssituationen und beurteilen Maßnahmen zur Vermeidung von Resonanzkatastrophen
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