Mögliche Anforderungen für das 9. bis 12. Schuljahr

Analysiert zunächst zur Einstimmung den Zusammenhang von kinetischer Energie, Masse und Geschwindigkeit:

• Erstellt ein Liniendiagramm für den Zusammenhang von Masse und kinetischer Energie bei konstanter Geschwindigkeit.
• Erstellt ein Lienendiagramm für den Zusammenhang von Geschwindigkeit und kinetischer Energie bei konstanter Masse.
• Diskutiert in eurer Kleingruppe, was euch diese beiden Diagramme sagen, wenn ihr sie vergleicht.
• Berechnet eure eigene Bewegungsenergie für die Fall, dass ihr mit einem Fahrrad bei 40 km/h oder beim Skifahren bei 60 km/h stürzt oder vor einen Baum knallt?

Bei Unfällen im Straßenverkehr oder beim Sport wird die jeweils vorhandene Bewegungsenergie in Verformungs- und Wärmeenergie umgewandelt.

• Konstruiert ein dynamisches Modell zur Energieumwandlung entweder
  a) bei Unfällen zwischen Pkw's,
  b) bei Unfällen zwischen Pkw's und Lkw's,
  c) bei Unfällen zwischen Lkw's,
  d) bei Unfällen zwischen Mensch und Auto oder
  e) bei Stürzen auf der Piste im Rennsport.
• Beschreibt die Dynamik zunächst in einem Wortmodell und sodann in einem Wirkungsdiagramm.
• Übertragt das Wirkungsdiagramm in ein Flussdiagramm. Überlegt dabei, welche Größen ihr jeweils als Zustandsgrößen, Flussgrößen, Parameter und Konstante nehmen solltet.
• Erstellt die Zustands- und Modellgleichungen und programmiert das Modell.
• Simuliert das Modell für eine unterschiedliche Aufteilungen der Bewegungsenergie auf die Verformungs- und Wärmeenergie.

Entwickelt ein Modell für die materiellen und sozialen Folgekosten nach Unfällen im Straßenverkehr.

• Recherchiert zunächst an einigen Beispielen wie hoch die materiellen und sozialen Folgekosten sind.
• Überlegt sodann miteinander, welche Größen ihr in diesem Modell als Zustandsgrößen, als Parameter und als Konstante nehmen solltet.
• Simuliert euer Modell für unterschiedliche Annahmen.
• Diskutiert u.a., ob sich die Folgekosten bei einer erheblichen Verlagerung des Verkehrs auf die Schiene minimieren lassen.

Anmerkung: Auch hoch bezahlte Experten haben große Schwierigkeiten, gültige Modelle zu entwickeln. Darum kann es hier also nicht gehen. Es soll lediglich in einfachen Modellen versucht werden, einige in der Analyse erkannte Zusammenhänge in Wechselwirkung zu bringen.