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Ari bestimmt deine Körpergröße

Miss mit Ari und einem Winkelmesser eine Entfernung und einen Winkel. Berechne anschließend mit Sinus, Kosinus oder Tangens deine Körpergröße und vergleiche das Ergebnis mit deiner tatsächlichen Körpergröße.

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Kostenlos · A4 · Teil für Lehrkräfte, Teil für Schüler*innen und Arbeitsblätter

Titelbild der Lektion „Ari bestimmt deine Körpergröße“Neu1 Download

Für die Lehrkraft

Kompetenzen

Nach dieser Lektion können die Schüler*innen:

  1. Die Schüler*innen üben die trigonometrischen Funktionen Sinus, Kosinus und Tangens.
  2. Die Schüler*innen berechnen ihre Körpergröße anhand eines Winkels und einer Seitenlänge.

Vorbereitung

Material

  • Kugelschreiber oder Bleistift
  • Maßband oder Meterstab
  • Schnur oder Garn
  • Taschenrechner
  • Winkelmesser

Material für die Lehrkraft

Material für die Schüler*innen

  • 1 Ari pro Gruppe
  • 1 Arbeitsblatt pro Schüler*in
  • 1 Stift oder Bleistift pro Schüler*in
  • 1 Stück Garn von 2,2 Meter Länge pro Gruppe
  • 1 Winkelmesser pro Gruppe
  • 1 Taschenrechner und 1 Maßband pro Gruppe

Ablauf der Lektion

  1. Schritt 1: Vorbereitung

    Erstelle für jede*n Schüler*in eine Kopie des Arbeitsblatts und schneide das Garn oder die Schnur auf eine Länge von 2,2 Meter zu.

    Verwendest du eine Winkelmesser-App? Dann mach dich vor der Lektion mit ihrer Bedienung vertraut.

    Begriffe

    Rechtwinkliges Dreieck – Ein Dreieck mit zwei Seiten, die senkrecht aufeinander stehen und einen Winkel von 90 Grad bilden. Diesen nennt man einen rechten Winkel.

    Senkrecht – Zwei Linien, die sich in einem Winkel von 90 Grad schneiden.

  2. Schritt 2: Einführung

    Ein Monster kommt auf dich zu. Es sagt, dass es dein Mittagessen frisst, wenn du nicht errätst, wie groß es ist. Du darfst Messinstrumente benutzen, aber die Höhe des Monsters nicht direkt messen.

    Welche Vorgehensweise würdest du nutzen, um die Größe des Monsters zu schätzen?

    Vielleicht erkennst du, dass wir in diesem Bild ein Dreieck bilden können. Es besteht aus drei Strecken: dem Abstand zwischen der Person und dem Monster, der Größe des Monsters und der Hypotenuse. Die Hypotenuse verbindet den höchsten Punkt des Monsterkopfs mit den Füßen der Person.

    Diese drei Strecken bilden auch drei Winkel: einen rechten Winkel, wo die senkrechten Linien aufeinandertreffen, einen Winkel bei den Füßen der Person und einen Winkel am Kopf des Monsters.

    Zum Glück gibt es spezielle Funktionen, mit denen wir unbekannte Seitenlängen und Winkel berechnen können, wenn wir ein paar Angaben haben.

    Das sind trigonometrische Funktionen. Die drei Grundfunktionen sind Sinus (sin), Kosinus (cos) und Tangens (tan).

    Für ein Dreieck mit einem Winkel θ berechnest du die drei Funktionen so:

    sin(θ)=Gegenkathete/Hypotenuse cos(θ)=Ankathete/Hypotenuse tan(θ)=Gegenkathete/Ankathete

    ACHTUNG: Welche Seite die Ankathete und welche die Gegenkathete ist, hängt davon ab, welchen Winkel du betrachtest.

    Um dir diese Funktionen zu merken, gibt es eine Eselsbrücke.

    sin(θ) = Gegenkathete / Hypotenuse → SGH

    cos(θ) = Ankathete / Hypotenuse → CAH

    tan(θ) = Gegenkathete / Ankathete → TGA

    Du musst dir nur SGH CAH TGA merken. Ganz einfach!

    Zurück zu unserem Monsterfreund. Wir dürfen verschiedene Messinstrumente verwenden, aber die Größe des Monsters nicht direkt messen.

    In diesem theoretischen Rechenbeispiel nehmen wir an, dass der Abstand zwischen dem Monster und uns 4 Meter und der Winkel 55° beträgt. Diesen Abstand messen wir nicht mit Ari: Der empfohlene Messbereich reicht bis etwa 1 Meter.

    Da wir nun die Länge der Ankathete und den Winkel θ kennen, berechnen wir mit der Tangensformel die Länge der Gegenkathete: die Größe des Monsters.

    tan(θ) = Gegenkathete/Ankathete Gegenkathete = tan(θ)(Ankathete) = tan(55°) × 4 ≈ 5,71 Meter

    Das Monster ist also 5,71 Meter, also ungefähr 5,7 Meter groß! Gruselig – aber dein Mittagessen bekommt dieses Monster nicht!

  3. Durchführung

    Schritt 3: Aufgabe 1 – Winkel und Ankathete bestimmen

    Bei dieser Aufgabe berechnen Schüler*innen ihre eigene Körpergröße mithilfe trigonometrischer Funktionen anhand eines Winkels und der Ankathete. In Teil 1 messen sie die Ankathete und den Winkel mit Ari und einem Winkelmesser.

    Teile die Schüler*innen in Gruppen ein und gib jeder Gruppe einen Ari, einen Winkelmesser und ein 2,2 Meter langes Stück Garn.

    Für den Messaufbau stellen die Schüler*innen Ari auf den Boden, in geringem Abstand zu ihren Füßen.

    Schalte Ari ein und öffne die Distance-App. Miss den Abstand zwischen Ari und dem*der Schüler*in und trage ihn in die Tabelle auf dem Arbeitsblatt ein.

    Lass die Schüler*innen mit einem Winkelmesser oder einer Winkelmesser-App den Winkel von Ari zur Oberseite ihres Kopfes bestimmen. Sie können das Garn am Winkelmesser verwenden, um den Winkel besser sichtbar zu machen.

    Wiederhole die Abstandsmessung und die Bestimmung des Winkels für die anderen Schüler*innen in der Gruppe.

    Für den Messaufbau stellen die Schüler*innen Ari auf den Boden, in geringem Abstand zu ihren Füßen.

  4. Durchführung

    Schritt 4: Aufgabe 2 – Deine Körpergröße berechnen

    Bei dieser Aufgabe berechnen die Schüler*innen ihre Körpergröße mit den trigonometrischen Funktionen, die im Verlauf der Lektion erklärt wurden.

    Verwende die passende trigonometrische Funktion, um die Körpergröße aller Schüler*innen zu berechnen.

    Verwende die bereits bekannte Körpergröße des*der Schüler*in. Berechne die prozentuale Abweichung.

  5. Abschluss

    Schritt 5: Abschlussfragen

    Lass die Schüler*innen die Abschlussfragen auf der letzten Seite des Arbeitsblatts beantworten und abgeben.

Für die Schüler*innen

Ari bestimmt deine Körpergröße

Miss mit Ari den Abstand zu dir und bestimme den Winkel zur Oberseite deines Kopfes. Berechne anhand dieser Werte deine Körpergröße.

Du brauchst

  • Ari
  • Das Arbeitsblatt
  • Ein Stift oder Bleistift
  • Ein 2,2 Meter langes Stück Garn
  • Ein Winkelmesser
  • Ein Taschenrechner und ein Maßband

So gehst du vor

  1. Schritt 1: Miss den Abstand

    Stell Ari auf den Boden, in geringem Abstand zu deinen Füßen. Öffne die Distance-App. Sie misst am besten bis zu einer Entfernung von etwa 1 Meter. Die Messung kann pro etwa 19 cm um ungefähr 7 mm abweichen. Miss den Abstand zwischen Ari und dir. Trage den Abstand in Zentimetern auf dem Arbeitsblatt ein.

  2. Schritt 2: Miss den Winkel

    Miss mit dem Winkelmesser den Winkel von Ari zur Oberseite deines Kopfes. Verwende das Garn, um den Winkel besser zu erkennen. Trage den Winkel auf dem Arbeitsblatt ein.

  3. Schritt 3: Miss bei allen

    Wiederhole die Messungen für die anderen Schüler*innen in deiner Gruppe.

  4. Schritt 4: Berechne deine Körpergröße

    Verwende den Winkel auf dem Arbeitsblatt und den Abstand, den Ari bei deiner Messung anzeigt. Wähle die passende trigonometrische Funktion: Sinus, Kosinus oder Tangens. Berechne deine Körpergröße und trage sie in Zentimetern ein.

  5. Schritt 5: Vergleiche dein Ergebnis

    Trage deine tatsächliche Körpergröße in Zentimetern auf dem Arbeitsblatt ein und vergleiche sie mit deiner berechneten Körpergröße. Berechne die prozentuale Abweichung und trage sie auf dem Arbeitsblatt ein.

  6. Schritt 6: Schließe ab

    Beantworte die Abschlussfragen auf der letzten Seite des Arbeitsblatts.

Arbeitsblätter

Die Arbeitsblätter sind im PDF dieser Lektion enthalten. Drucke sie mit 100 % (tatsächliche Größe), nicht mit „An Seite anpassen“: Dann fährt Ozobot genau über die Linien.

  • Arbeitsblatt 1 Arbeitsblatt 1
  • Arbeitsblatt 2 Arbeitsblatt 2
  • Arbeitsblatt 3 Arbeitsblatt 3
  • Arbeitsblatt 4 Arbeitsblatt 4
  • Lösungsblatt 1 Lösungsblatt 1
  • Lösungsblatt 2 Lösungsblatt 2
  • Lösungsblatt 3 Lösungsblatt 3
  • Lösungsblatt 4 Lösungsblatt 4

Lektion mit allen Arbeitsblättern herunterladen (PDF) (öffnet in einem neuen Tab)

Video

Ozobot Ari-Lektionen: die Distance-App

Kompetenzen

Mit dieser Lektion arbeitest du an den folgenden Kompetenzen aus der KMK-Strategie „Bildung in der digitalen Welt“:

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