In dieser Unterrichtseinheit, bei der es um das Beschleunigen und Bremsen beim Autofahren geht, werden die Schülerinnen und Schüler mit den Bewegungsgleichungen für geradlinige Bewegungen der klassischen Mechanik anhand einfacher Aufgabenstellungen bekannt gemacht.
Beschreibung der Unterrichtseinheit
Mit einem einführenden Video und/oder einem konstruierten Beispiel werden Reaktions- und Bremswege beispielhaft demonstriert. Dabei ist es sehr wichtig, die Lernenden auf das schwierige Einschätzen hoher Geschwindigkeiten aufmerksam zu machen, insbesondere bei zu geringen Abständen – etwa auf der Autobahn. In Abhängigkeit von der Reaktionszeit des jeweiligen Fahrers kommt es genau deshalb oft zu schweren Verkehrsunfällen, weil sowohl der Reaktionsweg als auch die Dauer des Abbremsens, trotz Hilfsmitteln wie Antiblockiersystem oder Spurhalteassistent, häufig völlig falsch eingeschätzt werden.
Anhand einfacher Beispiele können die Lernenden leichter Geschwindigkeiten, Distanzen und Dauer von Brems- beziehungsweise Beschleunigungsstrecken einschätzen und die zugehörigen Bewegungsgleichungen anwenden. Mit unterschiedlichen Beispielen und Berechnungen wird auf die besondere Bedeutung der sogenannten Anfangsgeschwindigkeit bei einem Bewegungsablauf hingewiesen.
Didaktisch-methodischer Kommentar
"Autofahren" als Thema im Physikunterricht
Alle Schülerinnen und Schüler fiebern daraufhin, selbst Autofahren zu dürfen. Mit dem Erwerben des Führerscheins ist es aber leider oft nicht getan, die Risiken und Gefahren des Straßenverkehrs richtig einzuschätzen. Deshalb ist es sehr wichtig, durch anschauliche Beispiele und zugehörige Berechnungen den jungen Leuten vor Augen zu führen, welche Reaktions- und Bremswege bei entsprechenden Geschwindigkeiten nötig sind, um ein Auto sicher zum Stehen zu bringen.
Vorkenntnisse
Grobe Vorkenntnisse der Lernenden sind natürlich vorhanden, weil jede Schülerin und jeder Schüler das Autofahren kennt. Inwieweit junge Menschen aber mit den Gegebenheiten beim Bewegen eines teilweise zwei Tonnen schweren Autos vertraut sind, das sei dahingestellt beziehungsweise eher nicht zu erwarten.
Didaktische Analyse
Das Thema "Beschleunigen und bremsen" ist sehr gut geeignet, die Lernenden für die Gefahren im Straßenverkehr zu sensibilisieren und gleichzeitig zu zeigen, dass ein vernünftiges Fahren mit angemessenen Geschwindigkeiten ein hohes Maß an mehr Sicherheit bringt.
Der Begriff der Beschleunigung in seiner zweifachen Bedeutung (Abbremsung ist eine negative Beschleunigung) muss den Lernenden eindringlich vermittelt werden, insbesondere unter dem Aspekt, dass sich ein Auto vor einer Abbremsung mit einer bestimmten Geschwindigkeit (man nennt sie Anfangsgeschwindigkeit) bewegt. Dies macht den Bremsvorgang im Gegensatz zu einer positiven Beschleunigung aus dem Zustand der Ruhe heraus (Anfangsgeschwindigkeit gleich Null) wesentlich länger, nicht zuletzt wegen der unterschiedlichen Reaktionszeit der Fahrerin und des Fahrers.
Vermittelte Kompetenzen
Fachkompetenz
Die Schülerinnen und Schüler
- kennen die unterschiedlichen Bewegungsabläufe beim Fahren eines Autos.
- können die Bewegungsgleichungen für die geradlinige Bewegung auf unterschiedliche Situationen anwenden.
- wissen um die großen Gefahren bei zu hohen Geschwindigkeiten.
Medienkompetenz
Die Schülerinnen und Schüler
- recherchieren selbständig Fakten, Hintergründe und Kommentare im Internet.
- können die Inhalte von Videos, Clips und Animationen auf ihre sachliche Richtigkeit hin überprüfen und einordnen.
Sozialkompetenz
Die Schülerinnen und Schüler
- lernen durch Partner- und Gruppenarbeit das Zusammenarbeiten als Team.
- setzen sich mit den Ergebnissen der Mitschülerinnen und Mitschüler auseinandersetzen und lernen so, deren Ergebnisse mit den eigenen Ergebnissen konstruktiv zu vergleichen.
- erwerben genügend fachliches Wissen, um mit anderen Lernenden, Eltern und Freunden wertfrei diskutieren zu können.
