Technik im Physikunterricht - Technische Universität Braunschweig

Immer wieder werden physikalische oder sportliche Arbeitsaufträge gegeben, die eine Verknüpfung
zwischen physikalischen Einsichten und körperlicher Erfahrung ermöglichen (z. B.
Ermitteln der eigenen Beinkraft oder der optimalen Hocktiefe, aus der man am höchsten
springen kann; Variieren des Abwurfwinkels beim Basketball).
5.2 Umgang mit Diagrammen: Analyse eines Bungee-Sprungs
In der Diskussion der letzten Jahre um die Kompetenzorientierung des Unterrichts ist der
Umgang mit Diagrammen als eine wichtige, bisher eher vernachlässigte Fähigkeit erkannt
worden. In der Mechanik sind es vor allem t-s- und t-v-Diagramme, die in zunehmendem Maße
im Unterricht behandelt werden sollen. Mit den immer weiter verbreiteten kostenlosen
Video-Messwerterfassungssystemen hat man die Chance, realistische Bewegungen (z. B. aus
dem Sport) in den Unterricht zu integrieren. Das folgende Beispiel (Müller 2004, 2006) demonstriert
dies für eine besondere Bewegungsform, den Bungee-Sprung.
a) t-s-Diagramm eines Bungee-Sprungs
Die Bilderfolge in Abbildung 57 zeigt den Verlauf eines Sprungs aus 56 m Höhe. Die Bilder
wurden aus einer frei erhältlichen Videoaufnahme eines Bungeesprungs entnommen
(http://www.physik.uni-muenchen.de/didaktik/Computer/DAVID/video.htm). Sie sind im
Abstand von etwa 1,2 s aufgenommen. Der Sprung verläuft grob wie folgt: Zunächst fällt der
Springer ungebremst. Wenn er so weit gefallen ist, dass das Seil gestrafft ist, wird er gebremst,
bis er unmittelbar über der Wasseroberfläche für einen kurzen Moment zur Ruhe
kommt. Anschließend wird er vom gespannten Seil wieder nach oben geschleudert (hier nicht
sichtbar).
Für eine präzise physikalische Beschreibung des Sprungs ist es hilfreich, die Höhe y des
Springers nicht nur für die ausgewählten Momente in Abbildung 57 zu kennen, sondern für
jeden beliebigen Zeitpunkt. Diese Information ist im Zeit-Weg-Diagramm in Abbildung 58
enthalten. Um es zu erstellen, wurde mit einem Messwerterfassungssystem die Position des
Springers in jedem Teilbild des Videos (also im Abstand von 1/25 Sekunde) registriert.
53