Physik – Mechanik – Freier Fall im Video – Cornelsen

Freier Fall im Video

Übungen

Übung 1

Autor: Cornelsen/Inhouse

Übung 2

Autor: Cornelsen/Inhouse, Bild: Cornelsen/Inhouse

Für Lehrkräfte

Unterrichtsthema	Beschleunigte Bewegungen
Klassenstufen	9 bis 10
Wer experimentiert?	Schülerinnen und Schüler im Unterricht in Partner- oder Gruppenarbeit
Ziele und Kompetenzen	Die Schülerinnen und Schüler können ausgehend von einem aufgenommenen Video ein s–t-Diagramm für den Freien Fall erstellen.

Vorausgesetzte Kompetenzen

Den Schülerinnen und Schülern ist der Begriff der gleichmäßig beschleunigten Bewegung bekannt, wobei sie insbesondere wissen, wie man derartige Bewegungen im Diagramm erkennen kann.

Materialliste

je Versuchsgruppe:

Stativstab, 750/12 mm, mit Gewinde
Plattenhalter
Stativplattenfuß, 210/130 mm
Doppelmuffe
Metermaßstab
Tischtennisball
Dunkle Pappe
Stoppuhr
ggf. Tablet oder Smartphone, Stativ, Videoschnitt-App (bei Android-Geräten), und Videoanalyse-App

Bei Cornelsen Experimenta finden Sie weitere passgenau abgestimmte Experimentiermaterialien – unkompliziert und schnell: cornelsen-experimenta.de/NuT-hybrid

Hinweise zur Auswahl von Videoanalyse-Apps findet man unter den Hinweisen zur Vorbereitung.

Hinweise zur Vorbereitung

Für die Auswertung ohne Videoanalyseapp benötigt man bei Android-Geräten aufgrund der sehr geringen Fallzeit ein Videoschnittprogramm, um die Zeiten abzulesen. Bei iOS-Geräten kann hierfür die „Bearbeiten“-Funktion genutzt werden.

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 und ohne Videoanalyseapp mit den in der Schule vorhandenen Endgeräten testweise durch.

Hinweise zur Durchführung im Unterricht

Der Versuch kann sowohl als Schüler- als auch als Demonstrationsexperiment durchgeführt werden. Es ist jedoch motivierender, selbst aufgenommenes Videomaterial auszuwerten. Ferner werden Kompetenzen zum geeigneten Filmen (z.B. Wahl des Hintergrunds, ruhig halten, …) geschult.

Anstatt von dunkler Pappe kann auch ein einfacher Hintergrund genutzt werden. Wichtig ist, dass es einen ausreichenden Kontrast zwischen Tischtennisball und Hintergrund gibt. Als Stoppuhr kann auch ein Handy mit Stoppuhr-App ins Bild gestellt werden.
Bei knappem Zeitbudget können auch die hier im Downloadbereich zur Verfügung gestellten Videos der vier Versuchsläufe zur Analyse verwendet werden.

Hinweise zur Auswertung

Zur Auswertung des Experiments kann die Protokollvorlage genutzt werden. Dabei werden zwei Möglichkeiten vorgeschlagen:

Auswertung ohne Videoanalyseapp
Auswertung mit Videoanalyseapp

Dabei ist denkbar, dass alle Lernenden beide Auswertungsmethoden durchführen oder aber die Auswertung arbeitsteilig mit anschließender Präsentation erfolgt. Bei der Verwendung einer Videoanalyseapp wird empfohlen, den Lernenden zusätzlich eine ausführliche und bebilderte Anleitung zur Verfügung zu stellen.

Unabhängig davon gilt es, beide Methoden zu vergleichen, sodass es zu einer Förderung der Reflexionskompetenz im Zusammenhang mit der Verwendung digitaler Medien kommt. Dabei sind unter anderem Vorteile der Videoanalyse-App, dass die Werte schnell und automatisch ausgewertet werden. Gleichzeitig ist von Nachteil, dass die App für die Lernenden eine Black Box ist.