Hannover 2010 – wissenschaftliches Programm

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DD: Fachverband Didaktik der Physik

DD 19: Postersitzung

DD 19.41: Poster

Dienstag, 9. März 2010, 16:00–18:00, Foyer Osteingang

Von der Energie zur Bewegung - Lagrange in der Schule?! — •Thomas Geßner^1,3 und Stephan Lück^2,3 — ¹Hanns-Seidel-Gymnasium, 63768 Hösbach — ²FSLH Gymnasium Gaibach, 97332 Volkach — ³Lehrstuhl für Physik und ihre Didaktik, Universität Würzburg

Die gewohnte Methode um Mechanikprobleme zu lösen ist der Kraftansatz. Bei bestimmten etwas komplexeren Problemstellungen, wie z.B. dem Doppelpendel, stößt diese Methode jedoch an seine Grenzen und für Schüler wird dieses Problem unlösbar.

Die Schüler lernen recht frühzeitig die Energie und ihre Formen, aber auch die Energieerhaltung als grundlegendes Prinzip der Physik kennen. Der Lagrangeformalismus, der lediglich mit den kinetischen und potentiellen Energien und problemtypischen Zwangsbedingungen arbeitet, kann hier sehr einfach und elegant Lösungen finden. Der Formalismus ist jedoch mathematisch anspruchsvoll und für die weitaus meisten Schüler nicht nachzuvollziehen und zu berechnen. Diese Berechnungen können auf numerische Weise mit Hilfe eines hier vorgestellten Computerprogramms in sehr intuitiver Weise durchgeführt werden. Durch die übersichtliche Bedienung und die unmittelbare Eingabe der Energien kann es problemlos im Unterricht und ebenso hervorragend in Schülerarbeitsphasen eingesetzt werden. Es werden einige Beispiele unterschiedlicher Komplexität gezeigt, die die Möglichkeiten des Programms aufzeigen und sich unter anderem für den Oberstufenunterricht oder den Einstieg in die theoretische Mechanik eignen.