Schulversuche zu Physik und Tennis
Schriftliche Hausarbeit von Benedikt Egidy

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   Inhalt und Relevanz der Arbeit

Das Interesse von Schülern am Physikunterricht nimmt im Laufe der Schuljahre ab und die Schüler sehen wenig Zusammenhang zwischen Alltag und Physikunterricht. Interesse findet man aber bei Schülern, wenn man die Physik mit und am Sport erklärt. Das Thema „Physik und Sport“ wird deshalb im bayerischen G8-Lehrplan für die 10. Jahrgangsstufe vorgeschlagen. Hier eignen sich insbesondere neuere computergestützte Messwert- erfassungsmöglichkeiten und die Videoanalyse.

Herr Egidy hat sich in seiner Schriftlichen Hausarbeit „Game, Set and Match - Schulversuche zu Tennis im Physikunterricht“ mit der computergestützten Analyse ausgewählter Bewegungen beim Tennis beschäftigt. Es wurden hierbei u.a. Messungen mit der Kraftmessplatte und mit 3D-Funk-Beschleunigungssensoren, vor allem aber mittels Videoanalyse durchgeführt sowie Hinweise für Lehrkräfte für den Unterricht gegeben.
Insgesamt werden vier Themenkomplexe behandelt. Bei jedem Thema wird zunächst aus fachlicher Sicht der physikalische Hintergrund erläutert, dann aufgezeigt, wann das Thema gemäß dem Lehrplan des bayerischen Gymnasiums behandelt werden kann, und schließlich die dazugehörigen Versuche vorgestellt. Dabei werden stets Aufbau und Durchführung der einzelnen Versuche erläutert und diese anschließend ausführlich ausgewertet und diskutiert. Jedes dieser vier Kapitel kann deshalb unabhängig voneinander gelesen werden.
Zuerst wird die Elastizität verschiedener Tennisbälle sowie die Energieerhaltung beim Herunterfallen mittels Videoanalyse bestimmt. Im nächsten Kapitel werden der Kraftstoß eines fallengelassenen Tennisballes mit dem Boden und der Kraftstoß eines schräg fliegenden Balles mit dem Boden mit Hilfe der Kraftmessplatte und per Videoanalyse untersucht. Weiterhin wird der Kraftstoß von Tennisball und Tennisschläger über elektrische Kontaktmessung behandelt und schließlich wird der Kraftstoß auf einen auf den Boden geworfenen Balles über die Kompressibilität des Balles bestimmt. Im folgenden Kapitel wird die Bewegung beim Tennisaufschlag sowohl mittels Videoanalyse als auch mittels eines Beschleunigungssensors untersucht. Schließlich wird der auf einen Tennisball wirkende Magnus-Effekt betrachtet sowie die Bahnkurve eines Tennisballs bestimmt. 

   Download als pdf
Die vollständige schriftliche Hausarbeit [Download als pdf, 5 MB]
   Bilder verschiedener Experimente
Energie und Geschwindigkeit eines springenden Tennisballs
 
Videoanalyse von
Schlägerspitze, Handgelenk und Schulter
 
Verbindung der Messpunkte in measure dynamics


Bahnkurve eines schwingenden, sich drehenden Tennisballes (Magnus-Effekt) blau: Bahnkurve eines Tennisballes ohne/mit Drehung
rot: Erwartete Kurve ohne Luftreibung + Magnus-Effekt
 
   Veröffentlichung
 
EGIDY, B.; WILHELM, T.
Physikunterricht und Tennis
Erscheint in: Praxis der Naturwissenschaften Physik in der Schule 63, Nr. 7, 2014


EGIDY, B.; WILHELM, T.
Tennis im Physikunterricht
Erscheint in: PhyDid B - Didaktik der Physik – Frühjahrstagung Jena 2013, ISSN 2191-379X, 2013, www.phydid.de

  

| Prof. Dr. Thomas Wilhelm, Institut für Didaktik der Physik, Universität Frankfurt, Max-von-Laue-Str. 1, 60438 Frankfurt am Main |
| vorher: Didaktik der Physik, Universität Augsburg |
| ehemals: Lehrstuhl für Physik und ihre Didaktik, Universität Würzburg |
 
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