Aufgabe 1: Wie hoch ist die Geschwindigkeit jeweils in m/s und wie hoch in km/h?

a) Ein Jogger legt eine Strecke von 5.000 m in 25 Min. zurück.
b) Der ICE fährt die 286km von Hamburg bis nach Berlin in 1 Stunde und 33 Minuten.
c) Ein Auto fährt 300 km in 2 Stunden und 19 Minuten.

Aufgabe 2:Rechne die Werte in m/s um und ordne sie nach der Größe.

- Schall: 1224 km/h
- Regentropfen: 9 m/s
- Fußball: 100 km/h
- Erde um die Sonne: 30 km/s

Aufgabe 3: Eine australische Rennschnecke bewegt sich mit der Geschwindigkeit 438 km/a (a bedeutet Jahr). Rechne diese Geschwindigkeit auf die Einheit m/h um.

Expertenaufgabe: Ein Motorradfahrer fährt 493 km weit mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 80 km/h. Wie lange ist er unterwegs?

Ordne dem Verlauf im Diagramm die Geschwindigkeitsänderungen zu. Skizziere es dazu ab und trage in den Bereichen zwischen den gestrichelten Linien die Buchstaben A bis F ein.

A Langsames Fahren mit einer konstanten Geschwindigkeit.
B Langsames beschleunigen. Die Geschwindigkeit nimmt zu.
C Eine Weile stehenbleiben.
D Schnelles Fahren mit einer konstanten Geschwindigkeit.
E Bremsen. Die Geschwindigkeit nimmt ab.
F Schnelles beschleunigen. Die Geschwindigkeit nimmt schnell zu.

Denke dir eine Bewegung (z.B. Auto- oder Radfahrt) mit verschiedenen Geschwindigkeiten aus. Beschreibe die Fahrt mit einer kurzen und möglichst kreativen Geschichte und skizziere dazu ein passendes t-v-Diagramm.

Der Sensor am Taschenrechner misst die Entfernung mittels Ultraschall. (Das ist manchmal als Klackern zu hören.) Eure Aufgabe wird es sein, einen vorgegebenen Graph nachzubilden, indem sich jemand von euch so bewegt, während ein anderer den Taschenrechner hält und den Sensor auf die Person richtet. Die Person mit Taschenrechner und Sensor bleibt dabei an Ort und Stelle!

Die Rollen:
Halter: Du hältst den Taschenrechner und den Sensor möglichst ruhig. Dabei soll der Sensor immer auf die Körpermitte des Gehers gerichtet sein, damit richtig gemessen werden kann.
Geher: Du erhältst von den anderen eine Beschreibung, wie du gehen musst. Gehe dann auf den Sensor zu oder von ihm weg, je nachdem wie es beschrieben wurde.
Durchsager: Ihr beschreibt dem Geher möglichst genau, wo er starten muss und wie er sich danach bewegen muss, damit seine Bewegung das Diagramm nachzeichnet.

Mit "Start" und "Stop" könnt ihr die Messungen beginnen oder beenden. (Wer hätte es gedacht!) Dazu müsst ihr die Taste darunter drücken ([ZOOM]). Mit "New" könnt ihr ein neues Diagramm erzeugen lassen, dass nachgebildet werden soll.

Aufgabe: Jeder soll versuchen ein Diagramm mit Vor- und Zurückgehen vor dem Sensor möglichst genau nachzubilden. Notiert danach, welche Zusammenhänge es zwischen eurer Bewegung und dem Diagramm gibt.

Wird die Start-Laserschranke passiert, so beginnt die Zeitmessung. Bei der Stop-Laserschranke endet sie. Die ganzen Sekunden werden im Display angezeigt und die beiden Nachkommastellen an dem leuchtenden Punkt in der Ringskala. (Probiert das einmal aus, indem ihr die Hand unten durch die Laserschranken bewegt und dann versucht die Zeit abzulesen.) Mit der Reset-Taste kann die Messung wieder auf Null gesetzt werden.

Der Zug soll so eingestellt werden, dass er möglichst schnell fährt.

Aufgabe 1: Stellt beide Laserschranken entlang einer geraden Bahnstrecke. Messt mit dem Lineal die Entfernung zwischen beiden Laserschranken. Ermittelt dann die Geschwindigkeit des Zuges. (v = s:t)

Aufgabe 2: Ermittelt die gesamte Streckenlänge der Bahnstrecke ohne diese mit dem Lineal zu messen. Stattdessen messt ihr die Zeit, die der Zug für eine Umrundung braucht und berechnet die Länge aus der Geschwindigkeit (Aufgabe 1) und dieser Zeit. (Seht beim "Zuhälter-Dreieck" nach, wie man s ausrechnet.)

Bislang haben wir uns t-s- und t-v-Diagramme angesehen. Dabei wurde entweder die zurückgelegte Strecke einer Bewegung im Verlauf der Zeit dargestellt, oder die Geschwindigkeit. Zwischen beiden gibt es klare Zusammenhänge. Diese Zusammenhänge sollen genauer erfasst werden. Zusätzlich gibt es noch die Beschleunigung. Sie gibt an, wie sich die Geschwindigkeit verändert. Abgekürzt wird sie mit dem Buchstaben a für "acceleration" (engl. für Beschleunigung).

Aufgabe: Unten sind zusammenhängende Diagramme dargestellt. Bei einigen Fehlen die Linien und Teile der Beschreibung für die dargestellte Bewegung. Ergänze jeweils die Linie und den Textteil von [...].

Beschreibung: Die Strecke nimmt gleichmäßig zu. Das bedeutet, dass die Geschwindigkeit konstant ist und somit über die gesamte Zeit gleich bleibt. Die Beschleunigung ist [...].

Beschreibung: Die Geschwindigkeit [...]. Das bedeutet, dass es eine konstant hohe Beschleunigung gibt. Es wird dadurch im Verlauf der Zeit eine immer größere Strecke zurückgelegt, weshalb sie im t-s-Diagramm eine immer steilere Kurve ergibt.

Beschreibung: Eine negative Beschleunigung wird auch Entschleunigung oder Abbremsen genannt. Die Geschwindigkeit nimmt dadurch gleichmäßig ab. Das t-s-Diagramm ergibt dabei [...], weil [...].

Beschreibung: Beim gleichmäßigen Rückwärtsfahren hat man eine [...] Geschwindigkeit. Die Beschleunigung ist bei gleichmäßigen Geschwindigkeiten [...]. Die Strecke [...].

Der Laser misst die Geschwindigkeit des Wagens, ähnlich wie bei einer Radarkontrolle der Polizei. Am Laptop wird die Geschwindigkeit im Diagramm dargestellt.

Aufgabe 1: Schiebt den Wagen etwas hin und her und beobachtet, wie sich die Anzeige am Computer dabei ändert. Um was für ein Diagramm handelt es sich?

Aufgabe 2: Stellt das abgebildete Diagramm möglichst genau durch Schieben des Wagens nach.

Aufgabe 3: Nehmt ein eigenes Diagramm auf und zeichnet es ab. Überlegt euch dann eine passende Story, die zur Bewegung gemäß des Diagramms passt und notiert sie.

Ganz wichtig: Der Wagen darf nicht runterfallen! Haltet ihn also immer auf, bevor er fallen kann.
Um Entfernungen zu messen, ist an der Seite der Schiene ein Zentimeter-Maß, das ihr verwenden sollt.

Aufgabe 1: Lasst den Wagen (ohne zu messen) die Schiene bergabfahren. Notiert eine Hypothese zur Bewegung des Wagens: Ist sie gleichförmig (bleibt die Geschwindigkeit also immer gleich)? Falls nicht, wie bewegt er sich dann?

Aufgabe 2: Messt mit einer Stoppuhr (iPad oder Handy) die Zeit, die der Wagen für eine Strecke von 100 cm benötigt. Berechnet daraus die durchschnittliche Geschwindigkeit des Wagens in m/s. (v = s:t)

Aufgabe 3: Bestimmt zusätzlich die Geschwindigkeiten des Wagens für die Streckenlängen 75 cm, 50 cm und 25 cm.

Aufgabe 4: Ist die Bewegung gleichförmig? Argumentiert mit den berechneten Geschwindigkeiten aus Aufgabe 3.

Ein Auto- oder Fahrradtacho misst, wie lange eine Umdrehung eines Rades dauert und berechnet dann aus dieser Zeit und der Größe des Rades die Geschwindigkeit. Das stellt ihr an dieser Station nach.

Aufgabe 1: Messt die Größe des Rades: Welche Streckenlänge entspricht einer Umdrehung? Ihr könnt es dazu abschrauben, es eine Umdrehung am Boden abrollen und die Strecke mit dem Lineal messen. Schraubt das Rad danach wieder ran.

Aufgabe 2: Dreht das Rad und ermittelt die Zeit (Stoppuhr vom iPad oder Handy) für eine Umdrehung: Achtet dabei auf die Markierung am Rad, messt für 10 Umdrehungen die Zeit und teilt diese dann durch 10.

Aufgabe 3: Erklärt kurz, weshalb es sinnvoller ist, 10 Umdrehungen zu messen und das Ergebnis durch 10 zu teilen, anstatt nur eine Umdrehung zu messen.

Aufgabe 4: Berechnet aus der Größe des Rades (Aufgabe 1) und der gemessenen Zeit (Aufgabe 2) die Geschwindigkeit, die ein Fahrzeug hätte, das mit diesem Rad angetrieben wird. (v = s:t)