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Radfahrer in der Halfpipe mit Reibung
Radfahrer: CC O via Wikimedia Commons Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Skizze zur AufgabeEin BMX-Fahrer wagt den Sprung in die in Abb. 1…
Zur AufgabeRadfahrer: CC O via Wikimedia Commons Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Skizze zur AufgabeEin BMX-Fahrer wagt den Sprung in die in Abb. 1…
Zur AufgabeSatellit in der Erdumlaufbahn
Ein Satellit der Masse \(500\,\rm{kg}\) befindet sich auf einer Kreisbahn in \(400\,\rm{km}\) Höhe über der Erdoberfläche. …
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Zur AufgabeKreisbahn um die Erde
CC-BY-SA 2.0 Generic /Sir Isaac Newton Abb. 1 Newtons Zeichnung vom Zusammenhang zwischen Wurfbewegung und SatellitenbewegungUnsere Erfahrung…
Zur AufgabeCC-BY-SA 2.0 Generic /Sir Isaac Newton Abb. 1 Newtons Zeichnung vom Zusammenhang zwischen Wurfbewegung und SatellitenbewegungUnsere Erfahrung…
Zur AufgabeBogenschießen (CK-12-Simulation)
- Informationen über die Flugbahn ablesen
- Abweichung der Flugbahn von einer geraden Linie bestimmen
- Problemlösung durch geometrische Betrachtungen einüben
- Informationen über die Flugbahn ablesen
- Abweichung der Flugbahn von einer geraden Linie bestimmen
- Problemlösung durch geometrische Betrachtungen einüben
Pfeil und Bogen (CK-12-Simulation)
- Flächeninterpretation der Arbeit anwenden
- Einfluss von Elastizität und Auslenkung eines Bogens auf die Spannenergie untersuchen
- Flächeninterpretation der Arbeit anwenden
- Einfluss von Elastizität und Auslenkung eines Bogens auf die Spannenergie untersuchen
Zustandsänderungen eines idealen Gases (Simulation)
Bei dieser Simulation geht es um den Zusammenhang zwischen Druck, Volumen und Temperatur eines Gases. Behandelt werden Vorgänge, bei denen eine dieser…
Zum DownloadBei dieser Simulation geht es um den Zusammenhang zwischen Druck, Volumen und Temperatur eines Gases. Behandelt werden Vorgänge, bei denen eine dieser…
Zum DownloadBogenschießen (CK-12-Simulation)
Die Simulation wird zur Verfügung gestellt von https://www.ck12.org. https://www.ck12.org Lizenz:…
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Zum DownloadUnsichtbares Licht
In dieser Unterrichtseinheit zum "unsichtbaren Licht" erfahren die Lernenden, dass man Licht als elektromagnetische Welle verstehen kann und dass das Wellenlängenspektrum dieser Strahlung weit über den sichtbaren Bereich hinausgeht. Die Unterrichtsmaterialien können auf Deutsch und auf Englisch (für den englisch-bilingualen Unterricht) heruntergeladen werden.
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Zum externen WeblinkWärmestoff und Allgemeiner Energieerhaltungssatz (Animation)
Die Animation zeigt den Aufbau, die Durchführung und die Beobachtung des grundlegenden Versuchs von JOULE.
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Zum DownloadLernaufgabe: Kraftwerk Mensch
Diese Lernaufgabe der iMINT-Akademie Berlin zum übergreifenden Thema „Verbraucherbildung“ beschäftigt sich mit dem Energiehaushalt des menschlichen Körpers und soll dazu beitragen, dass die Schülerinnen und Schüler die Funktionsweise ihres Körpers besser kennenlernen und den verantwortungsvollen Umgang mit Nahrung erlernen.
Zur Erarbeitung des Themas stehen verschiedene Material- und Hilfekarten zur Verfügung. Als Lernprodukt entsteht ein Lernplakat. Dieser Link führt zum editierbaren Word-Dokument.
Diese Lernaufgabe der iMINT-Akademie Berlin zum übergreifenden Thema „Verbraucherbildung“ beschäftigt sich mit dem Energiehaushalt des menschlichen Körpers und soll dazu beitragen, dass die Schülerinnen und Schüler die Funktionsweise ihres Körpers besser kennenlernen und den verantwortungsvollen Umgang mit Nahrung erlernen.
Zur Erarbeitung des Themas stehen verschiedene Material- und Hilfekarten zur Verfügung. Als Lernprodukt entsteht ein Lernplakat. Dieser Link führt zum editierbaren Word-Dokument.
Lernaufgabe: Kraftwerk Mensch
Diese Lernaufgabe der iMINT-Akademie Berlin zum übergreifenden Thema „Verbraucherbildung“ beschäftigt sich mit dem Energiehaushalt des menschlichen Körpers und soll dazu beitragen, dass die Schülerinnen und Schüler die Funktionsweise ihres Körpers besser kennenlernen und den verantwortungsvollen Umgang mit Nahrung erlernen.
Zur Erarbeitung des Themas stehen verschiedene Material- und Hilfekarten zur Verfügung. Als Lernprodukt entsteht ein Lernplakat.
Diese Lernaufgabe der iMINT-Akademie Berlin zum übergreifenden Thema „Verbraucherbildung“ beschäftigt sich mit dem Energiehaushalt des menschlichen Körpers und soll dazu beitragen, dass die Schülerinnen und Schüler die Funktionsweise ihres Körpers besser kennenlernen und den verantwortungsvollen Umgang mit Nahrung erlernen.
Zur Erarbeitung des Themas stehen verschiedene Material- und Hilfekarten zur Verfügung. Als Lernprodukt entsteht ein Lernplakat.
Übersicht über die Strömungslehre
- Die Strömungslehre beschäftigt sich mit der Bewegung von Flüssigkeiten und Gasen.
- Dabei unterscheidet man die Bewegung von Flüssigkeiten (Hydrodynamik) und die von Gasen (Aerodynamik).
- Die Strömungslehre hat vielfältige Anwendungsmöglichkeiten im Alltag.
- Die Strömungslehre beschäftigt sich mit der Bewegung von Flüssigkeiten und Gasen.
- Dabei unterscheidet man die Bewegung von Flüssigkeiten (Hydrodynamik) und die von Gasen (Aerodynamik).
- Die Strömungslehre hat vielfältige Anwendungsmöglichkeiten im Alltag.
Wechselwirkungskräfte mit Sensoren
Der Versuch veranschaulicht in Diagrammform, dass Wechselwirkungskräfte immer gleich groß, aber entgegengesetzt gerichtet sind.
Der Versuch veranschaulicht in Diagrammform, dass Wechselwirkungskräfte immer gleich groß, aber entgegengesetzt gerichtet sind.
2. Newtonsches Gesetz (Aktionsprinzip)
- Wirkt auf einen Körper eine resultierende Kraft \(\vec{F}\), so wird der Körper in die Richtung der Kraft beschleunigt.
- Es gilt \(\vec{F}=m\cdot \vec{a}=m\cdot \frac{\Delta \vec{v}}{\Delta t}\)
- Die Einheit der Kraft ist 1 Newton: \(\left[ F \right] = \left[ m \right] \cdot \left[ a \right] = 1\,{\rm{kg}} \cdot 1\,\frac{{\rm{m}}}{{{{\rm{s}}^{\rm{2}}}}} = 1\,{\rm{kg}} \cdot \frac{{\rm{m}}}{{{{\rm{s}}^{\rm{2}}}}} = 1\,{\rm{N}}\)
- Wirkt auf einen Körper eine resultierende Kraft \(\vec{F}\), so wird der Körper in die Richtung der Kraft beschleunigt.
- Es gilt \(\vec{F}=m\cdot \vec{a}=m\cdot \frac{\Delta \vec{v}}{\Delta t}\)
- Die Einheit der Kraft ist 1 Newton: \(\left[ F \right] = \left[ m \right] \cdot \left[ a \right] = 1\,{\rm{kg}} \cdot 1\,\frac{{\rm{m}}}{{{{\rm{s}}^{\rm{2}}}}} = 1\,{\rm{kg}} \cdot \frac{{\rm{m}}}{{{{\rm{s}}^{\rm{2}}}}} = 1\,{\rm{N}}\)
Hookesches Gesetz (Demonstrationsexperiment)
- Visualisierung des proportionalen Zusammenhangs von Dehnung und Kraft
- Interpretation der Geradensteigung als Federkonstante \(D\)
- Grafische Versuchsauswertung für zwei verschiedene Federn
- Visualisierung des proportionalen Zusammenhangs von Dehnung und Kraft
- Interpretation der Geradensteigung als Federkonstante \(D\)
- Grafische Versuchsauswertung für zwei verschiedene Federn
Reibung in technischen Anwendungen
a) Erläutere, worauf aus physikalischer Sicht die segensreiche Wirkung des Anti-Blockier-Systems (ABS) besteht,…
Zur Aufgabea) Erläutere, worauf aus physikalischer Sicht die segensreiche Wirkung des Anti-Blockier-Systems (ABS) besteht,…
Zur AufgabeBeugung
- Beugung ist die Ablenkung einer Welle an einem Hindernis, die nicht durch Brechung, Streuung oder Reflexion verursacht wird.
- Beugung ist bemerkbar, wenn die Dimension einer Öffnung oder eines Hindernisses in der Größenordnung der Wellenlänge liegt oder kleiner als diese ist.
- Beugung ist die Ablenkung einer Welle an einem Hindernis, die nicht durch Brechung, Streuung oder Reflexion verursacht wird.
- Beugung ist bemerkbar, wenn die Dimension einer Öffnung oder eines Hindernisses in der Größenordnung der Wellenlänge liegt oder kleiner als diese ist.
Größen zur Beschreibung von Strömungen
- Zentrale Größen zur Beschreibung von Strömungen sind die Geschwindigkeit\(v\), der Druck \(p\), die Dichte \(\rho\), die Temperatur \(T\) und die dynamische Viskosität \(\eta\).
- Zentrale Größen zur Beschreibung von Strömungen sind die Geschwindigkeit\(v\), der Druck \(p\), die Dichte \(\rho\), die Temperatur \(T\) und die dynamische Viskosität \(\eta\).
Kontinuitätsgleichungen
- Die Größe \(\frac{m}{t}=\rho\cdot v\cdot A\) bzw. infinitesimal \(\frac{dm}{dt}=\dot{m}\) bezeichnet man als Massenstrom.
- Bei einer stationären Strömung ist wegen der Massenerhaltung der Massenstrom \(\dot{m}=\frac{m}{t}=\rho \cdot A \cdot v\) an allen Querschnittsflächen konstant.
- Bei inkompressiblen Fluiden ist der Massenstrom \(\dot{m}\) proportional zum Volumenstrom \(\dot{V}\). Der Proportionalitätsfaktor ist die Dichte \(\rho\) des inkompressiblen Fluids.
- Die Größe \(\frac{m}{t}=\rho\cdot v\cdot A\) bzw. infinitesimal \(\frac{dm}{dt}=\dot{m}\) bezeichnet man als Massenstrom.
- Bei einer stationären Strömung ist wegen der Massenerhaltung der Massenstrom \(\dot{m}=\frac{m}{t}=\rho \cdot A \cdot v\) an allen Querschnittsflächen konstant.
- Bei inkompressiblen Fluiden ist der Massenstrom \(\dot{m}\) proportional zum Volumenstrom \(\dot{V}\). Der Proportionalitätsfaktor ist die Dichte \(\rho\) des inkompressiblen Fluids.
BERNOULLI-Gleichung
- Die BERNOULLI-Gleichung liefert einen Zusammenhang zwischen Strömungsgeschwindigkeit \(v\) und Druck \(p\).
- Die BERNOULLI-Gleichung bei stationärer, verlustfreier Strömung eines inkompressiblen Fluides ist \(\rho \cdot g \cdot h+\frac{1}{2} \cdot \rho \cdot v^2 + p=\rm{konst.}\).
- Die Summe der potentiellen Energie, der kinetischen Energie und der Druckenergie (also der verrichteten Arbeit) entlang der Stromröhre ist erhalten.
- Die BERNOULLI-Gleichung liefert einen Zusammenhang zwischen Strömungsgeschwindigkeit \(v\) und Druck \(p\).
- Die BERNOULLI-Gleichung bei stationärer, verlustfreier Strömung eines inkompressiblen Fluides ist \(\rho \cdot g \cdot h+\frac{1}{2} \cdot \rho \cdot v^2 + p=\rm{konst.}\).
- Die Summe der potentiellen Energie, der kinetischen Energie und der Druckenergie (also der verrichteten Arbeit) entlang der Stromröhre ist erhalten.
Geschwindigkeit am Gartenschlauch
Ein Wasserhahn liefert einen Volumenstrom \(\dot{V} = 6{,}0\,{\frac{\ell}{\rm{min}}}\). Der angeschlossenen Gartenschlauch hat einen Innendurchmesser…
Zur AufgabeEin Wasserhahn liefert einen Volumenstrom \(\dot{V} = 6{,}0\,{\frac{\ell}{\rm{min}}}\). Der angeschlossenen Gartenschlauch hat einen Innendurchmesser…
Zur AufgabeHebebühne in der Autowerkstatt
CC-BY-NC 4.0 Benedikt Flurl, Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Prinzip einer hydraulischen HebebühneDie hydraulische Hebebühne ist ein…
Zur AufgabeCC-BY-NC 4.0 Benedikt Flurl, Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Prinzip einer hydraulischen HebebühneDie hydraulische Hebebühne ist ein…
Zur AufgabeWasserturm und Wasserdruck
CC BY-SA, via Wikimedia Commons Oberlausitzerin64 Abb. 1 Der historische Wasserturm in Mannheim wurde schon 1886-1889 erbaut, hat eine…
Zur AufgabeCC BY-SA, via Wikimedia Commons Oberlausitzerin64 Abb. 1 Der historische Wasserturm in Mannheim wurde schon 1886-1889 erbaut, hat eine…
Zur AufgabeDruck an der Staumauer
CC-BY-NC 4.0 / Benedikt Flurl, Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Skizze zur AufgabenstellungHinweis: Nur für Lernende lösbar, die integrieren…
Zur AufgabeCC-BY-NC 4.0 / Benedikt Flurl, Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Skizze zur AufgabenstellungHinweis: Nur für Lernende lösbar, die integrieren…
Zur Aufgabe