Die Schülerinnen und Schüler sollen ein Federpendel aufbauen und dessen Eigenschaften untersuchen. Dabei geht es um die Abhängigkeit der Frequenz von der Masse. Die Schülerinnen und Schüler stellen zuerst eine Hypothese auf, die anschließend mit einem Experiment verworfen oder bestätigt wird.
Die Aufgaben steigern sich dabei in der Schwierigkeit. In Aufgabe 2 geht es um die reine Untersuchung des Zusammenhangs zwischen Masse und Periodendauer. In Aufgabe 3 soll anschließend die Formel bestätig und der durchschnittliche Wert für die Federkonstante mit den einzelnen Werten verglichen werden (Stichwort Fehleranalyse).
Um die Gewichte der Smartphones zu bestimmen ist zusätzlich eine Waage nötig.
Für die Oberstufe, bzw. sehr fortgeschrittene Schülerinnen und Schüler kann auch die Differentialgleichung hergeleitet werden.
Die Schülerinnen und Schüler
Der Aufbau des Pendels ist in 15min durchführbar.
Die anschließende Bearbeitung der Aufgaben kann in 30 Minuten erfolgen. Aufgabe 2 kann innerhalb von 30 Minuten gelöst werden. Hier wird die Dauer vor allem durch die Anzahl verschiedener Längen und Massen bestimmt. Werden die Ergebnisse quantifiziert und die Formel bestätigt, sollten dafür weitere 25min in Betracht gezogen werden.