Physik

Gewichte anhängen, Dehnung messen, Federhärte D bestimmen; die Grenze des Gesetzes suchen und einen Kraftmesser bauen.

Schwingungsbild ändern und hören: Amplitude, Periodendauer und Frequenz.

Bis zu welcher Frequenz hörst du? Hörschwelle und Schutz vor Lärm.

Saitenlänge, Spannung und Dicke oder die Länge der Luftsäule ändern: hören, wie der Ton höher und tiefer wird.

Sender und Empfänger, das Bild auf der Netzhaut und der Weg des Schalls bis zum Hörnerv.

Lampen und Gegenstände verschieben: Kern- und Halbschatten, Mondphasen und Finsternis.

Lichtstrahl ziehen: Einfallswinkel, Reflexionswinkel und Spiegelbild.

Lichtstrahl von Luft in Wasser und Glas, Grenzwinkel finden.

Gegenstand und Linse verschieben: Bildkonstruktion und Lage des Bildes.

Additiv mit Lampen und subtraktiv mit Filtern, Farben am Bildschirm.

Kurz- und weitsichtiges Auge: Wo entsteht das Bild, und welche Brille holt es auf die Netzhaut?

Gegenstands- und Bildweite messen, Brennweite von Linse X bestimmen.

Der schnellste Weg: Rettungsschwimmer, Spiegel und Brechung.

Licht im Lichtleiter: Akzeptanzwinkel, Signal und Laufzeit.

Laser durch geschichtete Lösung: Der Strahl krümmt sich.

Lochgröße und Abstände ändern: Das Bild steht auf dem Kopf, und es wird größer, heller oder schärfer.

Einen Körper mit Kraftstößen steuern: Kraft ändert die Geschwindigkeit, ohne Kraft bleibt sie gleich.

Körper eintauchen, Kraftmesser ablesen: Schwimmen, Schweben, Sinken und das Prinzip von Archimedes.

Kraftpfeile ziehen: Kräfteparallelogramm, Gesamtkraft und Gleichgewicht.

Tempo, Reaktionszeit und Fahrbahn ändern: Anhalteweg und Faustformeln prüfen.

Figur ziehen und das x-t-Diagramm entsteht; umgekehrt eine Kurve nachfahren.

Zwei Körper mit Startort, Startzeit und Geschwindigkeit, auch rückwärts: Wo und wann treffen sie sich? Für Klasse 10: a-t-, v-t- und x-t-Diagramm gekoppelt.

Massestücke setzen und das Gleichgewicht finden; Wippe, Schere und Schubkarre.

Rollen ergänzen: Kraft sinkt, Weg wächst, die Arbeit bleibt.

Masse und Volumen messen, Stoffe erkennen, Körper X bestimmen.

Sonde in die Tiefe ziehen: Druck, Tiefe und Flüssigkeit.

Körper auf Erde, Mond und Mars wiegen: Die Masse bleibt, die Gewichtskraft ändert sich, F_G = m · g.

Bahn formen, Wagen starten, Lage-, Bewegungsenergie und Reibung als Balken.

Energieketten bauen, Verluste sehen, Wirkungsgrade multiplizieren.

Tätigkeiten und Geräte vergleichen, am Handgenerator und Ergometer die Leistung aus dem Energiezähler bestimmen, Typenschild, Solarzelle, PKW und Treppe durchrechnen.

Kompassnadeln um Draht, zwei Drähte und Spule, dazu Ørsteds Versuch: Strom an, aus, umpolen und das Feld mit der linken Hand vorhersagen.

Einen Eisenstab streichen, teilen, erhitzen oder fallen lassen und zusehen, wie sich die Elementarmagnete ordnen.

Magnet und Kompass verschieben, Feldlinien entstehen.

Windungen, Strom und Eisenkern ändern, wie viel Last hält er?

Kompass um die Erde ziehen, Neigung der Nadel beobachten, das Gehäuse drehen und die Missweisung an echten Orten ablesen.

Ladungen zählen, die durch einen Querschnitt wandern: Daraus wird die Definition der Stromstärke.

Energie je Ladung: Was eine Quelle jeder Ladung mitgibt und wo sie sie abgibt.

Farbringe lesen und setzen: Widerstandswert und Toleranz bestimmen.

Brücke abgleichen und einen unbekannten Widerstand bestimmen.

Länge, Querschnitt und Material eines Drahtes ändern, R = ρ · l : A finden, Draht X bestimmen.

Spannung erhöhen, Strom messen: Konstantandraht, Glühlampe und Diode im Vergleich.

Verschachtelte Netze zusammenfassen, vom einfachen Fall bis zum Widerstandswürfel.

Schleifer verschieben: Was ändert sich, wenn eine Last angeschlossen wird?

Klemmenspannung unter Last messen, Leerlaufspannung und Innenwiderstand bestimmen.

Schaltungen frei stecken, Messgeräte anschließen, Ströme und Spannungen ablesen.

Geräte einschalten: Leistung, Energie, Kosten und wann die Sicherung auslöst.

Pumpe, Engstelle und Turbine neben Batterie, Widerstand und Lampe: Was das Modell erklärt und wo es aufhört.

Fehler im Gerät auslösen, den Weg des Stroms verfolgen und sehen, wie Schutzleiter, Sicherung und FI-Schalter abschalten.

Temperatur und Helligkeit ändern, Kennlinie aufnehmen und mit ihr einen verdeckten Wert bestimmen.

Isobar, isochor, isotherm und adiabatisch im p-V-Diagramm.

Eis gleichmäßig erwärmen und die Temperatur messen: Woher kommen die waagerechten Stücke in der Kurve?

Wasser mischen, Körper eintauchen: spezifische Wärmekapazität bestimmen.

Stäbe aus verschiedenen Stoffen erwärmen, Strömung im Wassertopf.

Temperatur ändern: Teilchen stoßen, ein großes Teilchen zittert.

Teilchen wechseln zufällig die Seite: Warum läuft es nie zurück?

Schrittweise rechnen und mit Messwerten vergleichen: Modell und Wirklichkeit.

Stab, Flüssigkeit und Gas erwärmen, zum absoluten Nullpunkt verlängern, Bimetall und Brückenfuge ausprobieren, Celsius und Kelvin vergleichen.

Leiterschaukel und Stromwaage: Richtung und Größe der Kraft auf den stromdurchflossenen Leiter.

Strom, Feld und Kraft im Raum: Richtungen üben, die Hand zum Drehen.

Warum sich der Motor weiterdreht: Spule, Magnetfeld und Kommutator.

Magnet bewegen, Spannung ablesen: Windungszahl, Tempo und Polung ändern.

Durchlass- und Sperrrichtung, aus Wechselspannung wird pulsierende Gleichspannung.

Dotieren, Sperrschicht und Stromfluss im Teilchenbild.

Modellfernleitung mit Transformatoren: Verlust über der Spannung messen, echte Größenordnungen rechnen, Gleich- und Wechselspannung vergleichen.

Strahlungsbilanz von Sonne, Atmosphäre und Erde: Gleichgewichtstemperatur berechnen.

Welche Wellenlängen kommen durch? Absorption und Streuung in der Lufthülle.

Moleküle nehmen Infrarotstrahlung auf und geben sie in alle Richtungen wieder ab.

Sonne, Wind und Bedarf im Tageslauf: Wann reicht der Strom, wann springt der Speicher ein?

Kohle, Gas, Kern, Wind und Sonne nach Wirkungsgrad, CO₂ und Verfügbarkeit vergleichen, einen eigenen Strommix zusammenstellen und selbst abwägen.

Kerne zerfallen zufällig: Zählrate messen, Halbwertszeit bestimmen, Zerfallsketten.

Bindungsenergie je Nukleon: Warum Spaltung und Fusion Energie freisetzen.

Alphateilchen auf Goldfolie: Was die Ablenkung über den Kern verrät.

Isotope suchen, Zerfälle als Sprünge auf der Karte verfolgen.

Neutronen spalten Kerne: unterkritisch, kritisch, überkritisch.

Alpha, Beta und Gamma: Absorber und Abstand ändern, Zählrate messen.

Vom Atom über den Kern bis zu den Quarks hineinzoomen, Protonen und Neutronen ändern, Kernladungszahl, Massenzahl und Isotope ablesen.

Dosen aus Alltag und Medizin einordnen, von der Energie zum Sievert rechnen, Abstand und Abschirmung messen.

Ein Wagen rollt aus: Roll- und Luftreibung ändern, x-t- und v-t-Diagramm laufen mit.

Neigung und Reibungszahl ändern, Hangabtriebskraft zerlegen, Beschleunigung messen.

Zwei Massen an der Rolle: Beschleunigung messen und mit F = m · a vergleichen.

Freier Fall mit Luftwiderstand: Grenzgeschwindigkeit, Öffnen des Schirms, Landung.

Waagrechter und schräger Wurf: Abwurfhöhe, Geschwindigkeit und Winkel ändern, Bahn und Weite messen.

Waagrechter Start über der Erde: Mit wachsender Geschwindigkeit wird aus der Wurfbahn eine Kreisbahn.

Körper auf der Kreisbahn: Masse, Radius und Umlaufdauer ändern, F = m · v² : r finden.

Murmel im Looping: Starthöhe ändern, Mindesthöhe aus Energie und Kräften bestimmen.

Ebene und überhöhte Kurve: Tempo, Radius und Reibung ändern, wann rutscht das Auto?

Klotz am Kraftmesser ziehen: Reibungszahlen bestimmen, Normalkraft und Unterlage ändern.

Körper im Windkanal: Tempo, Stirnfläche und Form ändern, c_w-Wert bestimmen.

Drehzahl erhöhen: Welcher Winkel stellt sich ein, und was zählt alles nicht?

Geschwindigkeiten als Pfeile addieren, den Vorhaltewinkel finden und die unbekannte Strömung von Fluss X aus Zeit und Abdrift bestimmen.

Zwei Gleiter stoßen elastisch oder inelastisch: Impuls und Energie vorher und nachher.

Eine Kugel trifft den Pendelblock: Geschossgeschwindigkeit aus dem Ausschlag bestimmen.

Kugeln auslenken: Warum fliegt genau die gleiche Zahl auf der anderen Seite weg?

Gleicher Impuls, aber längere Bremszeit: Wie groß wird die Kraft auf den Insassen?

Zwei Wagen stoßen sich ab, eine Rakete stößt Gas aus: Der Gesamtimpuls bleibt null.