LI: Detlef Kaack Fortbildung Physik Zentralabitur 2015 & 2016 Fach Physik Prüfungsthema Gravitation...
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LI: Detlef Kaack
Fortbildung Physik
Zentralabitur 2015 & 2016
Fach Physik
Prüfungsthema
GravitationElemente und Aspekte des Unterrichts in der Sek.II
Detlef Kaack, LiF13, B 52-24
GravitationDas Thema Astronomie ist hier nur in Teilbereichen abgedeckt. Es geht
hauptsächlich um die Physik der Gravitation.
Spannungsfeld:Gravitation als Kraft, das Gravitationsfeld im Feldkonzept – und –Gravitation als natürliche Spur im verbogenen Raum, ohne Kraft
LI: Detlef Kaack
Gravitation (A-Heft)Die Schülerinnen und Schüler können... (erhöhter Anforderungsbereich gelb) die keplerschen Gesetze und das Gravitationsgesetz erläutern und
anwenden, Planeten‐ und Satellitenbahnen beschreiben und – eingeschränkt auf
Kreisbahnen – berechnen, die Masse von Zentralkörpern berechnen, Satellitenbahnen (u. a. stationäre Bahnen) für verschiedene Zentralkörper
berechnen, die potenzielle Energie von Körpern in Gravitationsfeldern bestimmen, Fluchtgeschwindigkeiten bestimmen, die verschiedenen Umlaufzeiten von Monden (z. B. des Jupiters) erklären
und berechnen, unterschiedliche Himmelskörper (Monde, Sterne, Planeten, Galaxien)
klassifizieren.
LI: Detlef Kaack
Gravitation (A-Heft)Die Schülerinnen und Schüler können... die keplerschen Gesetze und das Gravitationsgesetz erläutern und
anwenden,
Analogie zum Coulomb-Gesetz,
Feldkonzept in der Schule,
Bedeutung der Formel erfahren: Zieht der Mond oder die Erde???
Ebbe/Flut, Deformation der Erde, Deformation des Monds,
Konjunktionen und Tektonik...
LI: Detlef Kaack
Gravitation (A-Heft)Die Schülerinnen und Schüler können... Planeten‐ und Satellitenbahnen beschreiben und – eingeschränkt auf
Kreisbahnen – berechnen,
Die Ellipse mathematisch und
praktisch, Begriffe Exzentrizität,
große und kleine Halbachse,
Brennpunkte, Fahrstrahl...
Der Kreis als Sonderform der
Ellipse,
Kreisbewegung (Physik) und
Kreisformeln (Mathematik)
Wikipedia 2014
LI: Detlef Kaack
Gravitation (A-Heft)Die Schülerinnen und Schüler können... die Masse von Zentralkörpern berechnen,
Anwendung des 3. Kepler-Gesetzes,Mathematik: Umformen, Potenzen, Wurzeln,
Taschenrechner und sehr große Werte,sichere Verwendung von Exponenten, Überblick behalten
Anwendung des Gravitationsgesetzes,Mathematik: Umformen, Einheitenverwaltung
LI: Detlef Kaack
Die Schülerinnen und Schüler können... Satellitenbahnen (u. a. stationäre Bahnen) für verschiedene
Zentralkörper berechnen,
Quelle: www.wikipedia.de, 30.10.2014
LI: Detlef Kaack
Gravitation (A-Heft)Die Schülerinnen und Schüler können im erhöhten Anforderungsbereich die potenzielle Energie von Körpern in Gravitationsfeldern bestimmen,
Relative Sichtweise des Potenzials: Übereinkunft der Nullstelle in unendlichem Abstand bei Rechnungen, die mehrere Himmelskörper einschließen. (Problem der Vergleichbarkeit!)
Vergleich mit alltäglichen Sichtweisen, z.B. potenzieller Energie.
Bei Rechnungen, die sich ausschließlich auf die Erde und ihre Satelliten bezieht kann auch als Referenz die Erdoberfläche 0 gesetzt werden.
LI: Detlef Kaack
Gravitation (A-Heft)Die Schülerinnen und Schüler können im erhöhten Anforderungsbereich Fluchtgeschwindigkeiten bestimmen,
Hier macht es Sinn, auch die Parabel- und Hyperbelbahnen neben der Ellipsenbahn zu behandeln.
Quelle: www.wikipedia.de, 30.10.2014
LI: Detlef Kaack
Gravitation (A-Heft)Die Schülerinnen und Schüler können... die verschiedenen Umlaufzeiten von Monden (z. B. des Jupiters) erklären
und berechnen,
Kepler-Gesetze, Gravitationsgesetz
Diskussion der Parameter und ihrer Einflüsse auf die Umlaufzeiten: Mondmasse, Planetenmasse, Abstand
LI: Detlef Kaack
Gravitation (A-Heft)Die Schülerinnen und Schüler können... unterschiedliche Himmelskörper (Monde, Sterne, Planeten, Galaxien)
klassifizieren.
Astronomie !
Hier empfiehlt sich ein Fachbuch, siehe Lehrmittelhandel
Der Besuch der Astronomiewerkstatt an der Hamburger Sternwarte (Bergedorf) ist zu erwägen: www.astronomiewerkstatt.de
LI: Detlef Kaack
Zusatzinformationen Stand 9/2014 Zugelassene Formelsammlung:
Das große Tafelwerk interaktiv. Allgemeine Ausgabe. Mit CD ROMHrsg: Hubert König, Rüdiger Erbrecht, Cornelsen 2003ISBN 3-464-57144-0 oder ISBN 978-3-464-57144-6
Es wird kein extra Formelbeiblatt geben. Die Arbeitszeiten bleiben für Physik unverändert:
240 min gA300 min eA
Lese- und Auswahlzeit 30 min Schriftliche Prüfung Physik 22. April 2015
LI: Detlef Kaack
Apps und Programme
Sternatlas, Astronomieprogramm mit Richtungssensibitität und eingebetteten Daten, Bildern und FilmeniOS / App Store
Star Rover, AstronomieprogrammiOS / App Store
Solar Walk, Astronomie, Simulation des SonnensystemsiOS / App Store
Gravitation, Ellipsenbahn, Win-Progr. Hamburghttp://www.schul-physik.de/Downloads.html#gravitationhttp://www.schul-physik.de/downloads/Gravitation_3.14.zip
LI: Detlef Kaack
Programmierung der Bahnen
Netlogo, (mit Java 6 auf Win, MaxOSX, Unix)(Ein Beispielprogramm ist in Arbeit.)
https://ccl.northwestern.edu/netlogo/
Python, Programmiersprache (Win & MacOSX & Unix),Downloadquellen, Anleitungen und Sonderdateien unter:(Ein Beispielprogramm ist in Arbeit.)
www.schul-physik.de/python.html
Weitere Programmierumgebungen siehe:www.schul-physik.de/Software.html#sprachen
LI: Detlef Kaack
Links / Literatur
Raabits Physik 22, Keplersche_Gesetze, Raabe-Verlag, www.raabe.de
Raabits Physik 6, Bewegungen im Gravitationsfeld, Raabe-Verlag, www.raabe.de
Astronomie, Schroedel-Verlag Allgemeine Relativitätstheorie: Einfacher Einstieg
www.kornelius.de/arth/
LI: Detlef Kaack
Unterstützende Dokumente
Hamburger Rahmenpläne www.hamburg.de/bildungsplaene
Materialien wie EPA, APO-AH, Rahmenpläne (neu und älter), A-Heft auch unterwww.schul-physik.de/Downloads.html
LI: Detlef Kaack
Links
Diverse Dateien zum Thema:www.schul-physik.de/Downloads.html
Astronomiehttp://www.schul-physik.de/Themen/Astronomie/Astronomie.html
Gravitationhttp://www.schul-physik.de/Themen/Gravitation/Gravitation.html
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