Würzburg 2018 – wissenschaftliches Programm

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DD: Fachverband Didaktik der Physik

DD 23: Neue Konzepte 2

DD 23.2: Vortrag

Mittwoch, 21. März 2018, 11:20–11:40, Info - ÜR II

Das operationale Einführen der Energie — •Bruno Hartmann — Humboldt Universität zu Berlin

Der physikalische Begriff der Energie ist schwer zu unterrichten. Eine Ursache liegt in der eher abstrakten Definition. Feynman beginnt, wie Leibniz und Helmholtz, mit einer operationalen Definition der potentiellen Hubenergie. Unter Verwendung von einfachen Gewichthebemaschinen und dem Verbot des Perpetuum Mobile werden die mathematischen Gesetze hergeleitet. Diese Operationalisierung aktiviert vertraute Schülererfahrungen. Wir entwickeln einen neuartigen Zugang, welcher die Energie als eine direkt messbare und beobachtbare Größe einführt. Wir konstruieren eine Standard-Hubmaschinerie (Kalorimeter) welche abzählbare Energieportionen erzeugt. Eine quantitative Beschreibung führt zur Grundgleichung, der Hubenergie-Höhe-Gewicht Beziehung. Die messmethodischen Prinzipien zum Unterrichten von direkt messbaren Größen und zum Herleiten der Grundgleichungen können ausgedehnt werden auf alle Energieformen (thermische, kinetische etc.) und andere Grundmaße der klassischen und relativistischen Mechanik.