Ist das Fahrrad schneller als 20 \( \frac{km}{h} \)?
Versuchsvideo (ohne Ton)
Übung
Autor: Cornelsen/Inhouse, Bild: Cornelsen/Inhouse
Für Lehrkräfte
| Unterrichtsthema | Bewegungen, Geschwindigkeit |
| Klassenstufen | 7 bis 10 |
| Wer experimentiert? | Schülerinnen und Schüler im Unterricht in Partner- oder Gruppenarbeit |
| Ziele und Kompetenzen | Die Schülerinnen und Schüler können:
|
Vorausgesetzte Kompetenzen
keine
Materialliste
je Versuchsgruppe:
- verkehrssicheres Fahrrad
- Fahrradhelm
- Gliedermaßstab
- Tablet
- Fotostativ mit Tablethalterung
- weißer Deckel als Markierung fürs Fahrrad
Das Experiment soll per Videoanalyse ausgewertet werden. Hierzu muss auf dem Tablet eine geeignete Videoanalyse-App installiert sein. Hinweise zur Auswahl von Videoanalyse-Apps findet man unter den Hinweisen zur Vorbereitung.
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Hinweise zur Vorbereitung
Für die Videoanalyse gibt es verschiedene Apps. Mögliche Anwendungen sind:
- Viana 2 (für iPads; erfordert iPadOS 17.4 oder neuer; kostenlos) Stand 05/2025
- Tracker Video Analysis and Modeling Tool (Windows/Linux/MacOS; kostenlos, open source)
- Vernier Video Analysis (browserbasiert Chrome/Safari/Edge; kostenpflichtig)
- NewtonDV (Windows, iOS; kostenpflichtig)
Wählen Sie ein Programm aus, das zu den digitalen Endgeräten ihrer Schule passt.
Testen Sie das Experiment vorab und führen sie die Analyse mit Videoanalyseapp mit den in der Schule vorhandenen Endgeräten testweise durch.
Für Experiment und Auswertung sollten 90 Minuten veranschlagt werden.
Hinweise zur Durchführung im Unterricht
Der Versuch kann sowohl als Schüler- als auch als Demonstrationsexperiment durchgeführt werden. Aufgrund seines explorativen Charakters ist jedoch ein Schülerexperiment vorzuziehen.
Nutzen Sie den Schulhof für das Experiment. Verteilen Sie die Kleingruppen so, dass genug Platz für das Experiment ist. Je Gruppe muss eine Strecke von 20 bis 25 Metern geradeaus gefahren werden können.
Weisen Sie die Lernenden darauf hin, nicht zu schnell zu fahren.
Teilen Sie den Lernenden mit, dass sie beim Filmen der Bewegung das Tablets nicht bewegen dürfen. Daher bietet es sich an, die Tablets in Stative einzuspannen.
Sollten nicht ausreichend Fahrräder vorhanden sein, kann auch das Versuchsvideo anstatt eines Demonstrationsexperiments genutzt werden. Im Begleitmaterial finden Sie verschiedene Versuchsvideos. Diese können gegebenenfalls auch arbeitsteilig ausgewertet werden.
Hinweise zur Auswertung
Die Auswertung des Videos erfolgt anhand von Videoanalyse. Es bietet sich an, den Lernenden zusätzlich eine ausführliche und bebilderte Anleitung zur Vorgehensweise bei einer Videoanalyse zur Verfügung zu stellen. Weisen Sie die Lernenden darauf hin, möglichst exakt zu arbeiten.
Zur Dokumentation des Experiments eignet sich die Protokollvorlage. Auf dieser Protokollvorlage wird die Geschwindigkeit anhand des Diagramms aufgrund der Komplexität jedoch nicht berechnet. Die Berechnung der Geschwindigkeit anhand des Weg-Zeit-Diagramms erfolgt angeleitet auf der Kopiervorlage.
Die 4 Teilversuche werden für die Videoanalyse als Videos zum Download angeboten. Nach Auswertung mit dem Videoanalyseprogramm Viana 2 (automatische Erfassung der Messwerte mithilfe des Deckels am Hinterrad, Maßstab: 2 m) ergeben sich die folgenden Werte für die Geschwindigkeit.
Teilversuch 1: \(v_{Fahrrad}\,=\,2,9\,\frac{m}{s}=\,10,4\,\frac{km}{h}\)
Teilversuch 2: \(v_{Fahrrad}\,=\,4,0\,\frac{m}{s}=\,14,4\,\frac{km}{h}\)
Teilversuch 3: \(v_{Fahrrad}\,=\,2,8\,\frac{m}{s}=\,10,1\,\frac{km}{h}\)
Teilversuch 4: \(v_{Fahrrad}\,=\,4,4\,\frac{m}{s}=\,15,8\,\frac{km}{h}\)
Downloads
(jeweils editierbare Worddateien)
Autor: Dr. Alexander Küpper