Physik und Raumfahrt: Kräfte einfach erklärt!

Kontext / Contexte

Der Weltraum fasziniert die allermeisten Schüler/innen. Deshalb hat die Europäische Weltraumorganisation (ESA) eine ganze Reihe von Unterrichtsmaterialien entwickelt und bereitgestellt, welche frei zugänglich sind und nach Belieben einer jeden Lehrerin/eines jeden Lehrers im Unterricht eingesetzt werden können. Der Kontext des Weltraums wird hierbei benutzt, um verschiedene Themen im Bereich der Naturwissenschaften und der Technologie zu behandeln.

In dieser Fortbildung werden Anwendungen der Physik für die Raumfahrt untersucht.

Es werden 3 Themenbereiche behandelt:

- "Zischrakete": Anwenden der Newtonschen Gesetze auf Raketen
- Baryzentrische Kugeln: Umlaufbahnen und der Schwerpunkt
- Die Mondlandung: wir planen ein Landemodul

Alle Themenbereiche werden mit Experimenten bzw Modellen veranschaulicht. Zu diesen drei Themen ist jeweils eine ausführliche, schriftliche Unterrichtsvorbereitung verfügbar, welche den Teilnehmern bei ESERO Luxembourg (esero.lu) zur Verfügung gestellt wird.

Zielsetzung / Objectifs

Wissen:
Die Teilnehmer/-innen:
- lernen die Internet-Seite esero.lu und insbesondere die Rubrik „Unterrichtsmaterialien“ kennen,
- lernen motivierenden Anwendungen der im Physikunterricht gesehenen Gesetze kennen,
- erhalten neue Ideen für ihren naturwissenschaftlichen Unterricht bei Schülerinnen und Schülern im Sekundarunterricht.

Fähigkeiten:
Die Teilnehmer/-innen sind in der Lage:
- die vorgestellten Unterrichtsmaterialien inklusive der Experimente im Unterricht einzu-bringen,
- eigene Experimentvarianten nach dem vorgestellten Konzept umzusetzen,
- ihren naturwissenschaftlichen Unterricht handlungsorientiert und fächerübergreifend zu gestalten.

Haltung:
Die Teilnehmer/-innen:
- nehmen aktiv an der Fortbildung teil,
- sind motiviert Weltraumthemen im Unterricht zu experimentieren und den eigenen Schülerinnen und Schülern die vorgestellten Konzepte zu vermitteln.

Inhalt / Contenu

Kursteil 1 (3 Stunden):

- "Zischrakete" - Anwenden der Newtonschen Gesetze auf Raketen
In diesem praktischen Teil wird die Verbrennung eines Alkohol-Luft-Gemischs in einer Plastik-Flasche dazu benutzt den Antrieb einer richtigen Rakete zu simulieren. Konzepte wie: Wechselwirkungsgesetz, Impulserhaltung , Kräftebilanz werden so spielerisch ertastet.

- Baryzentrische Kugeln: Umlaufbahnen und der Schwerpunkt
Zwei Bälle werden miteinander verbunden und durch die Luft geschleudert. Mit Hilfe von Videoaufnahmen werden ihre Bahnen untersucht und das Konzept des Massenzentrums (als Baryzentrum) wird entdeckt und erläutert.

Kursteil 2 (3 Stunden):

- Die Mondlandung: wir planen ein Landemodul
Dieses Thema ist wieder sehr aktuell geworden: die physikalischen Bedingungen einer Mondlandung werden untersucht (Landegeschwindigkeit, Beschleunigung,...). Ein Landemodul wird geplant und gebaut und schliesslich ausprobiert.

Arbeitsformen / Approche méthodologique

- Präsentation von ESERO Luxemburg
- Vorstellung der Unterrichtsmaterialien und Themenbereiche.
- Durchführen der praktischen Experimente eventuell als Gruppenarbeit, Diskussion und Austausch.

Referent, Referentin / Formateur, formatrice

Marc Mallinger, Physiker

Remarques / Anmerkung

Jeder kann sein bevorzugtes Arbeitsgerät (Laptop, Tablet, etc.) mitbringen.