Arbeitsblatt: Arbeit Velo Getriebe

Material-Details

Dies ist meine Physik Prüfungslektion. Ziele: Die Schüler kennen und verstehen die Goldene Regel der Mechanik. Die Schüler wissen weshalb die Gangschaltung an Fahrrädern die Arbeit nicht erleichtert (verkleinert). LP S.85: Physikalische Phänomene ..beobachten und Merkmale wahrnehmen. Die Schüler können die Kraft und die Umdrehungen in einem Getriebe berechnen.
Physik
Anderes Thema
7. Schuljahr
5 Seiten

Statistik

455
3294
35
02.02.2006

Autor/in

paede (Spitzname)
Land: Schweiz
Registriert vor 2006

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Textauszüge aus dem Inhalt:

Prüfungslektion SFA 3.Sek Niederglatt J.Weiss P.Schärer Ph: Arbeit Ziel: Die Schüler kennen und verstehen die Goldene Regel der Mechanik. Die Schüler wissen weshalb die Gangschaltung an Fahrrädern die Arbeit nicht erleichtert (verkleinert). LP S.85: Physikalische Phänomene beobachten und Merkmale wahrnehmen. Die Schüler können die Kraft und die Umdrehungen in einem Getriebe berechnen. Material: Velo, Schnur, Meter, Legozahnräder, Postenblätter, A-Blatt „Zahnräder, Buch, Katalogseiten Mountainbike, Getriebetabelle Mountainbike, Zentrale Tätigkeit: Fragen mit Hilfe des Buches erarbeiten, Zahnradgetriebe berechnen, Mitdenken bei der Fahrradübersetzung Lernvoraussetzungen: Schüler kennen die Hebelgesetze, ein erster Kontakt mit Arbeit wurde gemacht, Energie wurde erarbeitet, WF*s, gutes Interesse an Physik, Diagnose: Beantwortung der Einstiegsfrage, Zahnradblatt (muss in einer späteren Stunde besprochen werden Æ Repetition), Fragen aus dem Buch (in der nächsten Stunde nochmals aufgreifen Æ Repetition) Überlegungen zur Themenwahl: Posten 1: Das Erkennen der Kräfte und Hebel beim Fahrrad dient zur Verknüpfung der Physik mit der unmittelbaren Umgebung der Schüler. LP S.29 „Die Schüler kennen ihre natürliche Umwelt aus unmittelbarem Erleben und Beobachten. Das Interpretieren von Tabellen ist nicht nur in der Mathematik von grosser Bedeutung. Tabellen und Grafiken gehören zu den geläufigsten Hilfsmittel der Physiker. LP S.85 „Hilfsmittel aller Art fachgerecht handhaben. sowie „Erkenntnisse durch das Benützen verschiedener Informationsträger ergänzen und erweitern Posten 2: Mit Hilfe des Textes können die Schüler die Entwicklung des Fahrrades „miterleben. Sie machen sich Gedanken über die Vor- und Nachteile der Entwicklungen. LP S.87: „Entwicklungen und Veränderungen nachvollziehen und verfolgen Posten 3: Das Übertragen des Hebelgesetzes von Flaschenzügen zu Zahnradgetrieben ist ein Beispiel für die Arbeits- und Denkweise der Physik. Physiker versuchen die bisher gewonnenen Erkenntnisse auf neue Probleme anzuwenden und so das neue Problem zu lösen. LP S.86 „Einblicke in die Denk- und Arbeitsweise in Physik gewinnen 02.02.06 1/2 Prüfungslektion SFA 3.Sek Niederglatt J.Weiss P.Schärer Ph: Arbeit Ziel: Die Schüler kennen und verstehen die Goldene Regel der Mechanik. Die Schüler wissen weshalb die Gangschaltung an Fahrrädern die Arbeit nicht erleichtert (verkleinert). Die Schüler können die Kraft und die Umdrehungen in einem Getriebe berechnen. Einleitung: 5‘ Teilziel: Die Schüler sind neugierig und äussern erste Vermutungen. Herr Cario und ich fahren mit dem Fahrrad von Dielsdorf nach Regensberg. Herr Cario fährt die ganze Strecke im höchsten Gang, ich fahre im kleinsten. Wer hat mehr arbeit geleistet? Und wieso? Æ einige Vermutungen äussern lassen Am Schluss der Stunde könnt ihr alle diese Frage genau beantworten und begründen. Ablauf: 3Posten je ca. 10 5 Teilziel: Die Schüler sind über den Ablauf informiert und haben Gruppen zu 6 Personen gebildet. Ihr werdet in 3 Posten einiges zum Fahrrad und zu Übersetzungen erarbeiten. Bildet 6er Gruppen und verteilt euch auf die 3 Posten. Nach 10 wechseln wir, d.h. alle sind an allen Posten. 1. Gangschaltung: vorne 2. Texte bearbeiten, Arbeitsraum vor Schulzimmer 3. Zahnräder, hinterer Teil des Schulzimmers 1. Teil: Gangschaltung 10‘ Teilziel: Die Schüler kennen den Zusammenhang von der Tretkraft und den Gängen. Sie wissen was eine Änderung der Kurbellänge(Pedale) bewirkt. Wie hängen Kraft, Weg, Arbeit und Gangschaltung beim Fahrrad zusammen? Resultat: kleiner Gang: kleine Kraft, grosser Weg grosser Gang: grosse Kraft, kleiner Weg (qualitativ) (Ablauf siehe Postenblatt) 2. Teil: Texte bearbeiten 10‘ Teilziel: Die Schüler kennen den Vorteil des Hochrades gegenüber seinem Vorgänger und die Nachteile gegenüber seinem Nachfolger. Die Schüler kennen die Goldene Regel der Mechanik. Siehe Postenblatt 3. Teil: Zahnräder 10‘ Teilziel: Die Schüler wissen wie sich die Kraft verändert bei der Übersetzung mit Zahnrädern. Siehe Postenblatt (quantitativ) Sammeln: Einstiegsfrage beantworten 5 Teilziel: Die Schüler überprüfen ob sie die Einstiegsfrage korrekt beantworten können. Cario braucht mehr Kraft über kürzerem Weg (natürlich Weg der Füsse) Falls Zeit reicht Arbeit berechnen: m65kg, Dielsdorf 550m.ü.M. Regensberg 612m.ü.M. h62m WF*s65*10*6240300Nm 02.02.06 2/2 PHYSIK im Alltag Mechanik: Was bedeutet Arbeit? Æ Ich erweitere mein Wissen zur Arbeit N&T Name ps9.03 Datum Vorgehen: Im Buch findest Du auf den Seiten 102-105 viel Interessantes über die Arbeit. Im Alltag begegnest du täglich dem Begriff Arbeit, jedoch wird selten von Arbeit im physikalischen Sinne gesprochen. Bearbeite die nachfolgenden Fragen mit Hilfe der Textstellen im Buch. Die Fragen sollten dich zum Wesentlichen des Themas Arbeit hinführen. Viel Spass auf deiner Entdeckungsreise. Ziele: • • • • • Du gestaltest selbständig ein Blatt mit Infos zur Arbeit Æ in Einzelarbeit! Dieses Blatt wird von Dir und einem Mitschüler beurteilt. Diese Beurteilungen werden miteinander verglichen. Lese alle Fragen sorgfältig durch formuliere anschliessend gut verständliche und korrekte Erklärungen Natürlich zeigt dein Arbeitsblatt eine gute und übersichtliche Darstellung! Denkanstösse, Fragen Versuche: Fahrrad Gänge Mittlerer Gang Laufweite des Rades bestimmen Kleinster Gang Laufweite des Rades bestimmen Grösster Gang Laufweite des Rades bestimmen Bikekatalog: Wenn man ein Bike kauft kann man zum Teil die Länge der Kurbel auswählen. Was bringt das? Tabelle mit Übersetzung: Gewisse Übersetzungen sind gleich Mehr Übersetzungen als Untersetungen Grösste ist 1:4 Fahrradgetriebe ist nicht wie Auto der Grösse nach geordnet Aus der Geschichte des Fahrrades 1. Lies den Text auf S.102 sorgfältig durch und beantworte die Fragen 23 ins Lerntagebuch (Titel: „Aus der Geschichte , Frage zuerst abschreiben!) 2. Lies den Text auf S.103 „Die Goldene Regel der Mechanik und beantworte die Fragen 26. (Titel: „Die Goldene Regel , Frage abschreiben, beantworten) Übersetzung mit Zahnrädern Löse die Aufgaben auf dem Arbeitsblatt soweit du kommst. Als Hilfe kannst du mit den Legozahnrädern experimentieren. Zähne vorn Zähne hinten 22 22 22 32 22 32 22 32 22 44 32 22 44 32 22 44 22 32 44 32 44 32 44 32 44 44 44 32 28 24 32 21 28 18 24 16 32 21 14 28 18 12 24 11 16 21 14 18 12 16 11 14 12 11 Übersetzung Rollweite (cm) (1/X) 0.69 186.52 0.79 213.17 0.92 248.70 1.00 271.31 1.05 284.23 1.14 310.07 1.22 331.60 1.33 361.74 1.38 373.05 1.38 373.05 1.52 413.42 1.57 426.34 1.57 426.34 1.78 482.32 1.83 497.40 1.83 497.40 2.00 542.62 2.00 542.62 2.10 568.45 2.29 620.13 2.44 663.20 2.67 723.49 2.75 746.10 2.91 789.26 3.14 852.68 3.67 994.79 4.00 1085.23 Übersetzung: 1 Umdrehung mit den Pedalen sind Umdrehungen des Hinterrades Quantec Scandium XTR Artikelnummer: QUA236007 eMail Beratung Rückrufanforderung Homepage des Herstellers Preis: 2.998,99 EUR Das Superlativ hat einen Namen: Scandium XTR. Ultraleicht und mit der Premium Gruppe schlechthin ausgestattet besser geht es nicht. Sagenumwobene Hightech Aluminiumlegierung aus der russischen Raumfahrt. Entwickelt um geringstes Gewicht mit höchster Zugfestigkeit (Steifigkeit) in nahezu idealer Weise zu kombinieren. Technisch extrem aufwendig erziehlt dieser Rahmen höchste Stiffness to Weight Werte für Fahrdynamik in seiner schnellsten Form. Kurz gesagt, die Steigerung von High End hat einen Namen: QUANTEC MTB Scandium. Fahrräder müssen optimal auf die Bedürfnisse des Fahrers abgestimmt werden. Wir liefern Fahrräder nicht ohne zuvor erfolgte Beratung aus! Die Bezahlung per Lastschrift ist NICHT möglich. Entsprechend Ihren Wünschen können auch andere Reifen, Sättel oder Lenker verbaut werden. View Hersteller: Saison: Gewicht: Rahmen: Quantec 2003 ca. 9.5 Kilogramm (mit V-Brake Ausstattung) Triple Butted Scandium in Rahmengrössen 17 (43 cm), 18,5 (47 cm), 20 (51 cm), 21,5 Ritchey WCS Plus integriert Roch Shox SID Team, optional mit Remote Control Ritchey WCS Ritchey WCS Selle Italia SLR XP Trans Am Ritchey WCS XTR 175 mm komplett mit Innenlager XTR XTR 9-fach XTR Dual Control XTR 11-32 Zähne XTR V-Brakes oder gegen Aufpreis XTR Disc Brake Mavic X517/X317 mit DT Comp schwarz oder optionale Laufradspezifikationen XTR oder andere Laufradspezifikationen Faltreifen nach Wunsch optional Race Steuersatz: Gabel: Vorbau: Lenker: Sattel: Sattelstütze: Kurbel: Umwerfer: Schaltwerk: Schalthebel: Kassette: Bremsen: Felgen: Naben: Reifen: Pedale: Einsatzgebiet: 17 Zoll Rahmenhöhe: Farbe: Federgabel: Bremssystem: Laufradsatz: Pedal: Vorbaulänge: silber gebürstet Rock Shox SID Team - Brakes Mavic X517 mit DT Comp schwarz ohne 90mm Shimano XTR 2003 Kassette Artikelnummer: SHI224000 eMail Beratung Rückrufanforderung Homepage des Herstellers Preis: 139,90 EUR Enge Mega-9 Stufung mit großem Umfang: Die enge Mega-9 Stufung erlaubt die Einhaltung der optimalen Kadenz zur bestmöglichen Kraftumsetzung ein wettkampfentscheidenter Vorteil beim Geländerennen. Gewichtsoptimierung: Die sechs größten Ritzel sitzen auf einem Leichtmetall- Trägerstern, der das Gewicht senkt und die Seitensteifigkeit erhöht. Sorgfältig positionierte Durchbrüche reduzieren nochmals das Gewicht. Titan: Die vier größten Ritzel bestehen aus Titan- weniger Gewicht bei gleicher Stabilität. Hersteller: Produkt-ID des Herstellers: Saison: Material: Gewicht: Kassette Abstufung: Passend für Schaltung: Shimano CS-M960 2003 Stahl, Titan ca. 260 Gramm 12-14-16-18-20-23-26-30-34 11-12-14-16-18-21-24-28-32 9-fach 11-32 Zähne Abstufung: Shimano XTR 2003 Kurbelgarnitur Artikelnummer: SHI240009 eMail Beratung Rückrufanforderung Homepage des Herstellers Preis: 379,99 EUR Die Hollowtech-II-Konstruktion integriert Kurbel und Innenlager zu einer Einheit. Hierdurch sinkt spürbar das Gewicht, während sich normals die Festigkeit erhöht. Das gemeinsame Gewicht von Kurbeln und Innenlager reduziert sich um 70 Gramm Innenlagerachse mit wartungsarmer, gedichteter Kompaktlagerung Die maximal breite Lagerbasis führt zu höchster Verwindungsarmut vereinfachte Montage Die kompakten SG-X Kettenblätter bieten eine optimale Abstufung und erbringen sauberere, schnellerere Präzisionsschaltfunktion Kettenblattabstufung 44-32-22Z (optional: 24Z) Hersteller: Produkt-ID des Herstellers: Saison: Material: Gewicht: Kurbellänge in mm: Kettenblatt Zähnezahl: Passend zu Schaltung: Achsprofil Innenlager: Lochkreis in mm: Kettentyp: Kurbellänge: Shimano FC-M960 2003 7075 Aluminium ca. 797 Gramm (mit Innenlager bei 175mm Kurbelarmlänge) 170, 175, 180mm 44-32-22 Shimano OctaLink 146/102/64 mm HG Superschmal 175 mm Laufradsatz XT-517 MTB Artikelnummer: MAV244008 eMail Beratung Rückrufanforderung Preis: 204,90 EUR Shimano Deore XT Naben 89-fach kompatibel mit silberner oder schwarzer Felge für MTB (26 Zoll). Darstellung weicht vom Original ab. XT Schnellspanner inclusive, Mavic X517 Doppelkammerfelgen geöst, schwarz oder silber, Speichen 2,0-1,8-2,0mm. Dieser Laufradsatz ist nicht für Scheibenbremsen geeignet Hersteller: Saison: Gewicht: Speichenzahl: Für Schaltung: Einbaumaß: Speichen: Farbe: Shimano/Mavic 2003 ca. 1.75 Kilogramm (Laufradsatz ohne Schnellspanner) 32 Loch 89-fach kompatibel 100mm vorn, 135mm hinten DT Comp silber silber