Training des "Graphenlesens"; der Schüler soll lernen, abstrakte Graphen mit einer anschaulichen Vorstellung einer Bewegung zu verknüpfen. Dabei kann sich der Schüler vielfältigste Graphen selbst erzeugen.

BESCHREIBUNG

Der Führerstand einer Straßenbahn wird simuliert. Der Schüler kann eine "Straßenbahn" längs eines geraden Gleisstücks hin- und herfahren. Er kann mit konstanter Geschwindigkeit "fahren", in verschiedenen Stufen bremsen und beschleunigen, die Notbremse ziehen, aber auch versehentlich gegen die Prellböcke an den Enden der Gleisstrecke prallen.

Der örtliche Verlauf der Bewegung wird bildlich dargestellt, die Geschwindigkeit wird durch die Tonhöhe eines Lautsprechersignals akustisch angezeigt. Die zugehörigen Zeit-Beschleuni-gung-, Zeit-Geschwindigkeit- und Zeit-Ort-Graphen erscheinen je nach Wunsch einzeln oder gemeinsam auf dem Bildschirm.

Die Anfangsbedingungen sind in weiten Grenzen frei wählbar.

Das "Bedienungspult" besteht aus den Zifferntasten 0, ... 9.

0:	konstante Geschwindigkeit
1,2,3,4:	immer größere positive Beschleunigung
5,6,7,8:	dem Betrag nach abnehmende, negative Beschleunigung
9:	Notbremsung

Fertige "Fahrtenschreiber-Graphen" können abgespeichert, von der Diskette geladen oder gedruckt werden. Musterbeispiele einfacher "Fahrtenschreiber-Graphen" werden mitgeliefert.

FRAGESTELLUNGEN

Beispiele:

• - Zusammenhang der Bewegungsrichtung mit dem Vorzeichen der Geschwindigkeit?

• - Art der Bewegung (gleichförmig/gleichmäßig beschleunigt)?

• - Wie wirken sich Nullstellen von Ort, Geschwindigkeit oder Beschleunigung aus?

• - Was bedeuten horizontale Tangenten von Ort, Geschwindigkeit oder Beschleunigung?

• - Wann steht die Straßenbahn?

• - Wie wirkt sich konstante Geschwindigkeit aus?

• - Wie äußert sich positive/negative Geschwindigkeit?

• - Wie äußert sich wachsende/sinkende Geschwindigkeit?

• - Wie äußert sich positive/negative Beschleunigung?

• - Wie äußert sich sinkende/wachsende Beschleunigung?

• - Wie verläuft eine Bewegung mit Anfangsgeschwindigkeit bei konstanter Beschleunigung?

• - Welche Auswirkung hat eine endliche negative Beschleunigung auf den Bremsweg?

EINSATZMÖGLICHKEITEN

Mechanik der 11. Klasse; Klasseneinsatz an mehreren Computern bei Beratung und Kontrolle durch den Lehrer; individuelles Traning am häuslichen Computer.

HINWEISE ZUM EINSATZ

Nach den Erfahrungen im Unterrichtseinsatz sollten die Schüler während des Trainings immer wieder angehalten werden, sich die vorgeschlagenen Fragen immer wieder neu zu stellen.

Zuerst sollte mit möglichst einfachen Bewegungen begonnen werden!

Nach dem Training empfiehlt sich eine Vertiefung durch eine Hausaufgabe durch ein Arbeitsblatt mit vorgegebenen Graphen. Es steht unerschöpfliches Übungsmaterial zur Verfügung.

TYPISCHE VERSUCHSERGEBNISSE

Beispielgraphen, die mit STRABAHN erzeugt wurden.

Beispielgraphen, die mit STRABAHN erzeugt wurden.

MENÜPUNKTE	zurück
I DESK	I.1 Quit   Beendet das Programm. I.2 Start   Beginnt eine neue Messung und trägt die Messwerte in eine Graphik ein. I.3 Info   Informiert über das Programm, erläutert einige der Fragestellungen, die mit Hilfe des Programms bearbeitet werden können. I.4 Autor Nennt den Autor des Programms. I.5 Lizenz   Bringt die Adresse des Lizenznehmers auf den Bildschirm.
II MODUS	II.1 x(t)   Stellt nur den Ort x in Abhängigkeit von der Zeit dar. II.2 v(t)    Stellt nur die Geschwindigkeit v in Abhängigkeit von der Zeit dar. II.3 a(t)    Stellt nur die Beschleuigung a bzw. die Kraft F = m.a dar. II.4 av(t)   Stellt die Beschleunigung a bzw. die Kraft F un die Geschwindigkeit v dar. II.5 vx(t)   Stellt Geschwindigkeit und Ort dar. II.6 xva(t)  Stellt alle 3 Größen dar: a bzw. F, v und x(t). II.7 Zeitschritt Definiert den Zeitschritt dt, nach dem v und x jeweils berechnet werden sollen.
III ANFANGSBEDINGUNGEN	III.1 Anfangsort                       Definiert den Anfangsort x0. III.2 Anfangsgeschwindigkeit   Definiert die Anfangsgeschwindigkeit v0.
IV AUSGABE	IV.1 in leeren Bildschirm    Löscht vor dem Zeichnen einer neuen Graphik den Bildschirm. IV.2 in alte Graphik           Zeichnet den neuen Graphen zu früheren Graphen hinzu. Ermöglicht den direkten Vergleich von Graphen. IV.3 Bildschirm löschen     Löscht den Bildschirm einmalig. IV.4 Hardcopy                  Gibt einen wählbaren Ausschnitt der Graphik über einen EPSON-kompatiblen Nadel-Drucker (8 oder 24 Nadeln) aus. IV.5 Ton aus/ein                 Wenn Ton eingeschaltet, zeigt die Tonhöhe die Geschwindigkeit an. Stellt so eine akustische Beziehung zur Bewegung her.
VI DISK	VI.1 Laden         Lädt eine Datei mit früheren Meßdaten. Der Dateiname hat das Format *.stb. VI.2 Speichern    Speichert eine Datei mit den aktuellen Meßdaten. Der Dateiname hat das Format *.stb.