LP Gym Physik Ebene 4 - Lehrerseite von Wolfram Thom

- 19 -
Schweredruck; Luftdruck
Auftrieb; Gesetz von Archimedes
Schwimmen, Schweben, Sinken
Beschränkung auf den Druckanstieg mit wachsender
Tiefe im homogenen Medium (6 S; 6 GE,
FZ: Gefahren beim Tauchen); Versuche mit verbundenen
Gefäßen; Besprechung historischer
Versuche (6 G: "Horror vacui"); Funktionsprinzip
von Druckmeßgeräten; Hinweise
zum Wettergeschehen (6 MT)
deduktive Herleitung, experimentelle Überprüfung;
Beschränkung auf einfache Berechnungen
(6 M8)
z.B. Versuche mit dem Aräometer
Für Schülerversuche sind u.a. die folgenden Themen besonders geeignet: Gesetz von Hooke,
Kräftezerlegung, schiefe Ebene, Dichte, Auftrieb
2 Mechanische Energie (ca. 9 Std.)
Die Schüler sollen einen Einblick in die Herkunft der Reibungskräfte und deren Bedeutung in der
Umwelt erhalten. Ausgehend von Betrachtungen zur Kraft-Weg-Abhängigkeit bei reibungsfreien
Kraftwandlern wird der Alltagsbegriff "Arbeit" zu einer physikalischen Größe präzisiert, die dann auch
bei Bewegungen mit Reibung verwendet werden kann. Verschiedene Möglichkeiten, Arbeit zu
speichern, führen zum Begriff der Energie. An Beispielen aus ihrer Erfahrungswelt lernen die Schüler
die verschiedenen Erscheinungsformen mechanischer Energie kennen; zudem sollen sie sich der großen
Bedeutung der Umwandlungen der einzelnen Energieformen ineinander bewußt werden.
Reibung; Reibungskraft
"Goldene Regel der Mechanik", mechanische
Arbeit;
Energie, Arbeit als Größe zur Messung der übertragenen
Energie
mechanische Energieformen; Energieumwandlungen;
Energieerhaltung für reibungsfreie
mechanische Systeme
Wirkungsgrad; Leistung
Zusammenhang zwischen Normal- und Reibungskraft;
Reibung als erwünschter und unerwünschter
Effekt (6 MT, V: Bedeutung der
Reibung bei Fahrzeugen, Technik der Bremsen)
Die Beschäftigung mit mechanischen Kraftwandlern
führt zum Erkennen des gemeinsamen
Prinzips aller reibungsfreien Kraftwandler (6 G);
die gegenseitigen Bezüge zwischen Arbeit und
Energie werden dabei sichtbar.
Herleitung der Formel für die Höhenenergie;
Mitteilung der Formeln für die Spann- und die
Bewegungsenergie, Erläuterung dieser Formeln
sowie der Umrechnung der Einheiten (6 M9;
6 V: u.a. Bremswege, Aufprallenergie bei
verschiedenen Geschwindigkeiten)
Festigung und Vertiefung durch Anwendungsbeispiele
(6 MT)
Für Schülerversuche sind besonders folgende Themen geeignet: Zusammenhang zwischen Normal- und
Reibungskraft, Wirkungsgrad einfacher Maschinen