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Übergreifend
Osterexperiment
Wie kann man ein hart gekochtes Ei von einem rohen Ei unterscheiden, ohne das Ei aufzuschlagen? Pünktlich zu Ostern gibt es auf LEIFIphysik.de ein Experiment zum Nachmachen zu Hause. Das LEIFIphysik-Team wünscht euch viel Spaß beim Ausprobieren und schöne Feiertage!
Zum ThemenbereichÜbergreifend
Reise in die Forschung
In unserer LEIFI-Reihe „Reise in die Forschung“ stellen wir euch in größeren Abständen verschiedene Forschungsprojekte aus der Physik vor. Dabei erhaltet ihr nicht nur einen Einblick in aktuelle Forschungsthemen sondern erfahrt auch, wie fachübergreifend solche Projekte häufig bearbeitet werden.
Zum ThemenbereichÜbergreifend
Physik und Film
Immer wieder finden sich in Filmen und Fernsehserien Szenen, die für den Physikunterricht relevant sein können. So kann z. B. die Frage gestellt werden, ob gezeigte Stunts unter physikalischen Bedingungen überhaupt möglich sind. Gelegentlich sind aber physikalische Themen selbst Gegenstand von Filmen oder Serien. Wir stellen euch hier geeignete Beispiele für den Einsatz im Unterricht vor.
Zum ThemenbereichÜbergreifend
Bionik
Wie wird eine Pflanze sauber?
Warum hilft Haifischhaut beim Fliegen?
Wer hat den Klettverschluss erfunden?
Übergreifend
Physikalischer Spaziergang
Physik ist überall, Physik bewegt. Wir nehmen euch mit zu einer Reise in eure eigene Nachbarschaft und geben Anregungen die Physik in eurer Umwelt zu entdecken. Physik vom Atom bis zum Zebra.
Zum ThemenbereichTORRICELLI-Gleichung
- Die Austrittsgeschwindigkeit eines Wasserstrahls aus der Öffnung hängt nur vom Füllstand, nicht von seiner Form oder der Größe der Austrittsöffnung ab.
- .Für die Austrittsgeschwindigkeit gilt \(v = \sqrt{2 \cdot g \cdot h}\).
- Der Auftreffpunkt auf dem Boden kann idealisiert als waagerechter Wurf berechnet werden.
- Die Austrittsgeschwindigkeit eines Wasserstrahls aus der Öffnung hängt nur vom Füllstand, nicht von seiner Form oder der Größe der Austrittsöffnung ab.
- .Für die Austrittsgeschwindigkeit gilt \(v = \sqrt{2 \cdot g \cdot h}\).
- Der Auftreffpunkt auf dem Boden kann idealisiert als waagerechter Wurf berechnet werden.
Dynamischer Auftrieb und \(c_{\rm{A}}\)-Wert
- Ein nicht symmetrische bzw. nicht symmetrisch zu seiner Form angeströmter Körper erfährt einen dynamischen Auftrieb \(\vec{F}_{\rm{A}}\)
- Der dynamische Auftrieb entsteht im Zusammenspiel von verschiedenen anderen Effekten
- Es gilt \(F_{\rm{A}} = \frac{1}{2} \cdot c_{\rm{A}} \cdot \rho \cdot A \cdot v^2\), wobei \(A\) die Referenzfläche des Körpers und \(c_{\rm{A}}\) der Auftriebsbeiwert ist.
- Ein nicht symmetrische bzw. nicht symmetrisch zu seiner Form angeströmter Körper erfährt einen dynamischen Auftrieb \(\vec{F}_{\rm{A}}\)
- Der dynamische Auftrieb entsteht im Zusammenspiel von verschiedenen anderen Effekten
- Es gilt \(F_{\rm{A}} = \frac{1}{2} \cdot c_{\rm{A}} \cdot \rho \cdot A \cdot v^2\), wobei \(A\) die Referenzfläche des Körpers und \(c_{\rm{A}}\) der Auftriebsbeiwert ist.
Strömungswiderstand und \(c_{\rm{w}}\)-Wert
- Bewegt sich ein Körper relativ zu einem Fluid so erfährt der Körper eine entgegen der relativen Bewegungsrichtung gerichtete Kraft, den Strömungswiderstand \(\vec F_{\rm{w}}\).
- Für den Strömungswiderstand gilt \(F_{\rm{w}} = \frac{1}{2} \cdot c_{\rm{w}} \cdot \rho \cdot A \cdot v^2\)
- Die Größe \(c_{\rm{w}}\) ist der sog. Widerstandsbeiwert, kurz \(c_{\rm{w}}\)-Wert.
- Bewegt sich ein Körper relativ zu einem Fluid so erfährt der Körper eine entgegen der relativen Bewegungsrichtung gerichtete Kraft, den Strömungswiderstand \(\vec F_{\rm{w}}\).
- Für den Strömungswiderstand gilt \(F_{\rm{w}} = \frac{1}{2} \cdot c_{\rm{w}} \cdot \rho \cdot A \cdot v^2\)
- Die Größe \(c_{\rm{w}}\) ist der sog. Widerstandsbeiwert, kurz \(c_{\rm{w}}\)-Wert.
Physik des Fliegens
- Beim Fliegen spielt das Zusammenwirken von Auftriebskraft und Luftwiderstand die „tragende“ Rolle.
- Man unterscheidet Steigflug, Geradeausflug und Sinkflug.
- Abgesehen von kurzen Beschleunigungsphasen sind stets alle wirkenden Kräfte im Gleichgewicht.
- Beim Fliegen spielt das Zusammenwirken von Auftriebskraft und Luftwiderstand die „tragende“ Rolle.
- Man unterscheidet Steigflug, Geradeausflug und Sinkflug.
- Abgesehen von kurzen Beschleunigungsphasen sind stets alle wirkenden Kräfte im Gleichgewicht.
Größen zur Beschreibung einer Kreisbewegung (Animation)
Die Animation zeigt die relevanten Größen zur Beschreibung einer Kreisbewegung.
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Zum DownloadBahngeschwindigkeit und Winkelgeschwindigkeit - gleiche Bahngeschwindigkeit (Animation)
Die Animation zeigt zwei Körper mit unterschiedlichen Bahnradien und gleicher Bahngeschwindigkeit.
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Die Animation zeigt zwei Körper mit unterschiedlichen Bahnradien und gleicher Winkelgeschwindigkeit.
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Zum DownloadBahngeschwindigkeit und Winkelgeschwindigkeit - Vergleich (Animation)
Die Animation zeigt den Unterschied zwischen Bahngeschwindigkeit und Winkelgeschwindigkeit. Während die Winkelgeschwindigkeit \(\omega\) nur von der…
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Zum DownloadCharakterisierung der gleichförmigen Kreisbewegung - gleichfömige Kreisbewegung (Animation)
Die Animation zeigt eine gleichförmige Kreisbewegung.
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Zum DownloadCharakterisierung der gleichförmigen Kreisbewegung - Ellipsenbewegung (Animation)
Die Animation zeigt eine Ellipsenbewegung.
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Zum DownloadCharakterisierung der gleichförmigen Kreisbewegung - ungleichförmige Kreisbewegung (Animation)
Die Animation zeigt eine ungleichförmige Kreisbewegung.
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Zum DownloadZentripetalkraft - Einführung (Animation)
Die Animation verdeutlicht die Notwendigkeit einer zum Drehzentrum gerichteten Kraft für eine Kreisbewegung.
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Zum DownloadEnergie und ihre Eigenschaften
- Energietransport: Energie kann von einem Ort zu einem anderen transportiert werden.
- Energieübertragung: Energie kann von einem Körper oder einem System auf einen anderen Körper oder ein anderes System übertragen werden.
- Energieumwandlung: Energie kann von einer Form in eine andere Form umgewandelt werden.
- Energieerhaltung: Bei der Energieübertragung oder der Energieumwandlung geht keine Energie verloren und kommt keine Energie hinzu.
- Energieentwertung: Bei jeder Energieübertragung oder Energieumwandlung wird ein Teil der zu Beginn vorhandenen Energie entwertet.
- Energietransport: Energie kann von einem Ort zu einem anderen transportiert werden.
- Energieübertragung: Energie kann von einem Körper oder einem System auf einen anderen Körper oder ein anderes System übertragen werden.
- Energieumwandlung: Energie kann von einer Form in eine andere Form umgewandelt werden.
- Energieerhaltung: Bei der Energieübertragung oder der Energieumwandlung geht keine Energie verloren und kommt keine Energie hinzu.
- Energieentwertung: Bei jeder Energieübertragung oder Energieumwandlung wird ein Teil der zu Beginn vorhandenen Energie entwertet.
Energie und ihre Eigenschaften - Energieübertragung (Animation)
Die Animation zeigt die Übertragung von Energie von einem Körper auf einen anderen Körper.
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Zum DownloadEnergie und ihre Eigenschaften - Energieumwandlung (Animation)
Die Animation zeigt die Umwandlung von Energie innerhalb eines Systems.
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Zum DownloadEnergie und ihre Eigenschaften - Energieerhaltung (Animation)
Die Animation zeigt die Erhaltung von Energie in einem abgeschlossenen System.
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Zum DownloadEnergie und ihre Eigenschaften - Energieentwertung (Animation)
Die Animation zeigt die Entwertung von Energie.
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Zum DownloadStoß-Labor (Simulation)
Diese Simulation wird zur Verfügung gestellt von: PhET Interactive Simulations University of Colorado…
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Zum DownloadZentraler elastischer Stoß (Animation)
Die Animation zeigt den Verlauf eines zentralen elastischen Stoßes.
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Zum DownloadKinetische Energie (Simulation)
Die Simulation zeigt ein Experiment zur Untersuchung der Abhängigkeit der kinetischen Energie \(E_{\rm{kin}}\) von der Masse \(m\) und der…
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Zum DownloadPotentielle Energie (Simulation)
Die Simulation zeigt ein Experiment zur Untersuchung der Abhängigkeit der potentiellen Energie \(E_{\rm{pot}}\) von der Höhe \(h\), der Masse \(m\)…
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Zum DownloadSpannenergie (Simulation)
Die Simulation zeigt ein Experiment zur Untersuchung der Abhängigkeit der Spannenergie \(E_{\rm{Spann}}\) von der Federkonstante \(D\) und der…
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Zum DownloadEnergieformen - Kinetische Energie (Animation)
Die Animation zeigt einen Körper mit kinetischer Energie (Bewegungsenergie), der einen Nagel in einen Schaumstoffklotz treibt.
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Zum DownloadEnergieformen - Potentielle Energie (Animation)
Die Animation zeigt einen Körper (genauer das System "Erde-Körper") mit potentieller Energie (Lageenergie), der einen Nagel in einen Schaumstoffklotz…
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Zum DownloadEnergieformen - Spannenergie (Animation)
Die Animation zeigt eine Feder mit Spannenergie, die eine Kugel in Bewegung setzt und so einen Nagel in einen Schaumstoffklotz treibt.
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