Physik auf der Skipiste

Montag, 08. März 2021

Chris Strahler, der in unserem US High School Program das Fach AP Physics unterrichtet, ging mit seinen Physik-Schüler*innen aus dem Klassenzimmer hinaus auf unsere Hauspiste, ganz im Sinne unseres Engagements für praktisches Lernen und eine zukunftsorientierte Bildung in den Schweizer Alpen!

Chris hat nur zwei Schüler*innen in seinem AP-Physics Kurs. Das erlaubt ihnen, flexibel und neugierig zu sein und gemeinsam die Themen zu erforschen, die sie besonders interessieren. So haben beide ein Experiment zum Thema Skifahren entworfen. Hier stellen wir das Experiment von Lorna vor.

Lornas Forschungsfrage:

Lorna wollte testen, ob die Rennhocke oder die “Lazy Boy”-Position aerodynamischer ist. Aufgrund ihrer Erfahrungen auf der Skipiste stellte sie die Hypothese auf, dass die Rennhaltung schneller ist als der "Lazy Boy". Dennoch hatte sie einen gewissen Restzweifel, ob der "Lazy Boy" schneller sein könnte. Lorna beobachtete nämlich, dass die "Lazy Boy"-Position eine kleinere Querschnittsfläche erzeugt und es Ähnlichkeiten in der Beinposition gibt, die möglicherweise eine aerodynamischere Form erzeugen.

Lornas Experiment:

Um die Hypothese zu testen, machte sich der AP-Physics Kurs daran, die Geschwindigkeiten in diesen beiden Positionen zu vergleichen. Sie filmten sechs Versuche, drei in jeder Position, und verwendeten die Daten, um die Beschleunigung mit dem Videoanalysetool “Logger Pro” von Vernier zu analysieren.

Die Ergebnisse:

Nun, manchmal laufen die Dinge auch in der Wissenschaft nicht wie geplant! Leider ergab die Auswertung der Daten keine schlüssigen Ergebnisse. Es waren zwar deutliche Abweichungen von einem Versuch zum nächsten ersichtlich aber insgesamt fast kein messbarer Unterschied zwischen den beiden verschiedenen Positionen. Die durchschnittliche Beschleunigung für die beiden Positionen unterschied sich um einen so geringen Wert, dass Chris und seine Schüler*innen zum Schluss kamen, dass sie nicht mit Sicherheit sagen können, die eine Position wäre schneller als die andere: Alle Endgeschwindigkeiten beim zweiten Pfosten lagen auf der Grundlage ihrer Daten zwischen 10 und 11 m/s.

Auch wenn das Experiment enttäuschend uneindeutige Ergebnisse lieferte, war es doch eine tolle Lernerfahrung! Die AP-Physics Schüler*innen lernten, wie ein Experiment sorgfältig geplant und durchgeführt werden kann und manchmal trotzdem keine klare Antwort auf die Forschungsfrage herauskommt. Dies passiert in der Wissenschaft sehr oft! Und das lädt dazu ein, weitere Experimente zu machen.

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