Klasse 8: Bewegungen, Kräfte, Ladungen und Druck

Klasse 8: Bewegungen, Kräfte, Ladungen und Druck | T. Pawletko | Heinrich-von-Gagern-Gymnasium | Datum: __________

Das Schuljahr 2023/2024

„Geschwindigkeit“, „Beschleunigung“, „Trägheit“ und „Kraft“ sind zentrale Begriffe der Mechanik, mit denen du Bewegungen beschreiben und einfache Maschinen wie zum Beispiel den Hebel verstehen kannst. In der Elektrizitätslehre beschäftigst du dich nicht nur mit den Kräften zwischen Ladungen, sondern erforschst verschiedene Schaltungen und lernst Modelle des elektrischen Stroms kennen. Druck und Auftrieb sind wieder Themenbereiche der Mechanik, deren Anwendungen du im Alltag immer wieder finden kannst. Die Beschäftigung mit der Akustik und mit Farben sind fakultativ.

Zum Unterricht:

  • Pro Halbjahr wird eine Klassenarbeit geschrieben.
  • Die Note der Klassenarbeit macht 1/3 und die mündliche Note 2/3 der Halbjahresnote aus.
  • Du benötigst das Physikbuch "Impulse 2", das zu Hause bleiben kann.
  • Du benötigst zwei karierte Hefte: ein A4-Heft mit Rand und ein A5-Heft ohne Rand.

Tafelskript

Das PDF mit der Tafelmitschrift kann hier heruntergeladen werden.

Bewegungen

Nach diesem Kapitel könnt Ihr:

  • Bewegungen qualitativ und quantitativ auf die Größen Weg, Zeit und Geschwindigkeit untersuchen.
  • gleichförmige und beschleunigte bzw. negativ beschleunigte Bewegung (beschleunigte Bewegung nur phänomenologisch als nicht- gleichförmige Bewegung), unterscheiden und die Zusammenhänge zwischen s, t und v in Weg-Zeit-Diagrammen darstellen können.

1. Beschreibung von Körpern

Für die heutige Stunde braucht ihr:

  1. Das Physikbuch (Seiten 8-9)

Fragen:

  • Was wird in Physik als Körper bezeichnet?
  • Nenne drei Aggregatszustände.
  • Nenne die Einheit und das Formelzeichen der physikalischen Größe Volumen.
  • Nenne die Einheit und das Formelzeichen der physikalischen Größe Masse.
  • Nenne die Einheit und das Formelzeichen der physikalischen Größe Dichte.
  • Was wird als Dichte bezeichet?

A. Recherchiere auf Seite 8 und 9 zu den gestellten Fragen

  • Tausche dich mit deinem Sitznachbarn aus
  • Notiere die Antworten im Heft.

B: Bearbeite die Aufgabe

  • A1 S9

HA: A2 (10-Cent Stücke), A3 (Wägestücke der Masse 0,5kg), A4 (Masse des Wassers im Schwimmbecken) S.18

2. Bewegungen

Für die Einheit braucht ihr:

  1. Das Physikbuch (Seiten 10-11)

A. Recherchiere im Buch und beantworte im Heft

  • Nenne die Bewegungsarten und die Bewegungsformen.
  • Nenne Beispiele für Körper, die sich bewegen, und gib jeweils Bewegungsart und Bewegungsform an!
  • Erkläre den Unterschied zwischen einer gleichförmigen und einer ungleichförmigen Bewegung!

Aufgaben S. 18:

  • A5 (Geschwindigkeiten umrechnen)
  • A6 (Durchschnittsgeschwindigkeit)
  • A7 (Strecke berechnen)
  • A8 (Geschwindigkeit berechenen)
  • A9 (s-t-Diagramm zeichnen, Durchschnittsgeschwindigkeiten)
  • A12 (Schreck-sekunde)

3. Untersuchung einer gleichförmigen Bewegung

Für die Einheit braucht ihr:

  1. Brio Loks
  2. Massband
  3. Stoppuhren

A. Messt die Bewegung der Loks in Gruppen

  1. Notiert die Nummer der Lok.
  2. Zeichnet ein s-t-Diagramm der Lok
  3. Bestimmt ihre Geschwindigkeit aus dem Diagramm (Steigungsdreieck)
  4. Um welche Bewegungsform handelt es sich und woran wird dies im s-t-Diagramm erkannt?
  5. Berechnet, wie lange die Lok für die Strecke Frankfurt-Berlin (s=550km) brauchen würde.

4. Videoanalyse der gleichförmigen Bewegung

Für die Einheit braucht ihr:

  1. Brio Loks
  2. Massband
  3. iPads

A. Messt die Bewegung der Loks in Gruppen

  1. Notiert die Nummer der Lok.
  2. Untersucht die Bewegung der Lok mit Hilfe der Videoanalyse
  3. Bestimmt ihre Geschwindigkeit aus dem Diagramm (Geradenanpassung)

5. Videoanalyse einer beschleunigten Bewegung

Für die Einheit braucht ihr:

  1. Schienen mit Wagons
  2. iPads

A. Messt die Bewegung der Wagons auf einer schiefen Ebene in Gruppen

  1. Stellt die Schiene etwas schräg auf dem Tisch.
  2. Untersucht die Bewegung des Wagons mit Hilfe der Videoanalyse
  3. Um welche Bewegungsform handelt es sich und woran wird dies im s-t-Diagramm erkannt?
  4. Bestimmt die Durchschnittseschwindigkeit aus dem Diagramm (Geradenanpassung).
  5. Bestimm die Momentangeschwindigkeit auf der halben Strecke (Geradenanpassung).

6. Aufgabenworkshop

Für die Einheit braucht ihr:

  1. Physikbuch S17
  2. iPads/ Computer und LeifiPhysik

A. Bereite eine Präsentation in deinem Heft

Aufgaben in Gruppen zu dem Begriffen, Beobachtungen, Erklärungen, Gesetzmäßigkeiten auf S17 nach Vorgabe des Lehrers

B. Bearbeite die folgenden Aufgaben in deinem Heft

Seite 17 und 18 nach Vorgabe des Lehrers

C. Überprüfe deine Kompetenzen mit einem Quiz

Überprüfe deine Kompetenzen mithilfe des Quizs (gleichförmige Bewegung im Diagramm) auf LeifiPhysik.

Idee für die HA

A9 S18

7. Umgang mit dem Taschenrechner

Für die Einheit braucht ihr:

  1. Euren Taschenrechner

A. Notiere im Heft und rechne mit dem Taschenrechner

Bei der Umwandlung der vorsilbenbehafteten Einheiten in Basiseinheiten kannst du den folgenden Trick im Taschenrechner anwenden: du schreibst anstatt der Vorsilbe die zugehörige Zehnerpotenz auf und lässt den Taschenrechner für dich die Arbeit erledigen.

Beispiel 1

\[P= 2,3 \ mV \cdot 7,65 \ \mu A = 2,3 \cdot 10^{-3} \ V \cdot 7,65 \cdot 10^{-6} \ A = \]

Beispiel 2

\[P= \frac{3,5 \ kJ}{7,65 \ ms} = \frac{3,5 \cdot 10^{3} \ J}{7,65 \cdot 10^{-3} \ s} = \]

Beispiel 3

Einnheiten wie die Geschwindigkeit werden als Bruch dargestellt. Hier ist es sinnvol die Zehnerpotenzen aus dem Nenner direkt im Zähler zu schreiben und das Vorzeichen im Exponenten zu wechseln.

\[s= 299,8 \frac{ \ km}{ \ ms} \cdot 5,78 \ ns = \] \[299,8 \frac{ 10^{3} \ m}{ \ 10^{-3} \ s} \cdot 5,78 \cdot \ 10^{-9} \ s =\] \[ 299,8 \cdot 10^{3} \cdot \ 10^{3} \ \frac{m}{ s} \cdot 5,78 \cdot \ 10^{-9} \ s = \]

B. Berechne folgende Strecken

Notiere im Heft, rechne mit dem Taschenrechner.

\(s= 9,8 \frac{ \ mm}{ \ \mu s} \cdot 2,8 \ ms = \)

\(s= 8,7 \frac{ \ \mu m}{ \ ns} \cdot 4,4 \ ns = \)

\(s= 3,92 \frac{ \ m}{ \ ms} \cdot 2,67 \ \mu s = \)

\(s= 2,78 \frac{ \ km}{ \ \mu s} \cdot 5,5 \ ms = \)

\(s= 1,25 \frac{ \ nm}{ \ \mu s} \cdot 3,82 \ s = \)

1. KA 8 Physik

Thema: "Beschreibung von Körpern" und "Bewegungen"

Inhalt 2023:

Die erste Klassenarbeit behandelt die Inhalte des Kapitels „Bewegung von Körpern“ ab Seite 7

Beschreibung von Körpern
  • Symbole, Namen und Einheiten der kennengelernten physikalischen Größen
  • Vorsilben Nano, Mikro, Milli, Kilo, Mega, Giga
  • Bestimmung der Masse aus Dichte und Volumen
  • Bestimmung der Dichte aus Masse und Volumen
  • Bestimmung des Volumens aus Dichte und Masse
  • Umrechnung von Einheiten
Bewegungen
  • Was zeichnet eine gleichförmige Bewegung und was eine beschleunigte aus?
  • Lese oder Zeichne ein s-t-Diagramm und ein v-t-Diagramm einer gleichförmigen und einer beschleunigten Bewegung.
  • Berechne/ bestimme die Durchschnittsgeschwindigkeit und die Momentangeschwindigkeit.
  • Rechne von km/h in m/s um und umgekehrt.
  • Berechne Strecke aus Geschwindigkeit und Zeit, Zeit aus Strecke und Geschwindiigkeit und Geschwindigkeit aus Zeit und Strecke.

Der „Rückblick“ auf Seite 17 und „Aufgaben“ auf Seite 18 sind sehr empfehlenswert.

Mein Tipp: Beginne jetzt mit der Vorbereitung!

Kräfte

Nach diesem Kapitel könnt Ihr:

  • euch über die Wirkung von Kräften unter angemessener Verwendung der Fachsprache austauschen und die Ergebnisse ihrer Untersuchung adressatengerecht dokumentieren und präsentieren.
  • die Änderung von Bewegungszuständen mit dem Auftreten von Kräften und Verformungen beim Einwirken von Körpern beschreiben.
  • mithilfe der Trägheit den Nutzen und die Probleme der Mobilität beurteilen und über die Wechselwirkung von Körpern und die Zusammensetzung von Kräften diskutieren.
  • die Proportionalität von Kraft und Auslenkung erkennen und das Hooksche Gesetz in eigenen Worten formulieren.

8. Wirkung und Eigenschaften der Kräfte.

Freie Diskussion über die Kräfte, ihre Wirkung und Eigenschaften.

A. Nennt Beispiele für Kräfte.

  • Wortschatz
  • Abgrenzung zur Energie

B. Recherchiert im Buch S. 22

  • Wirkung von Kräften
  • Eigenschaften von Kräften

9. Hookesches Gesetz

Für die heutige Stunde braucht ihr:

  1. das Physikbuch (Seiten 24-25)

A. Lies die Lektion "Verformung durch Kräfte" Seiten 24-25

Notiere in deinem Heft wichtige Zusammenhänge. Anbei einige Fragen, an denen du dich orientieren kannst.

  1. Woran kann man in der graphischen Auswertung erkennen, dass bei elastischer Verformung Kraft F und Verlängerung s zueinander proportional sind?
  2. Wie messe ich eine Verlängerung?
  3. Wie sieht die Kurve für Feder II aus, wenn man ihre Messwerte ins Diagramm einträgt?
  4. Zwei Größen sind zueinander proportional, wenn die Quotienten zusammen gehörender Werte gleich sind. Gib drei Paare von solchen zusammengehörenden Werte als Beispiel an.
  5. Welches Bild ergibt sich bei Messungen mit einem Gummiband?
  6. Wie lautet das Hookesche Gesetz?
  7. Benenne alle in der Formel F=Ds auftrettenden Größen.
  8. Bestimme die Kraft F, die benötigt wird, um eine Feder der Federkonstante D=1,3N/cm um 3,7cm zu dehnen.

Falls es nicht klar ist, wie die Experimente mit den Federn und dem Gummiband gemacht werden, schaut man sich am besten die Bilder dazu an. Zusatzmaterial auf LeifiPhysik.

10. Hookesches Gesetz, Messungen

Für die heutige Stunde braucht ihr:

  1. Demonstrationsexperiment mit zwei Federn

A. Plane ein Experiment, mit dem die Federkonstante einer Feder bestimmt werden kann.

In deinem Experimentierheft:

  • Bereite ein Protokollentwurf zur Bestimmung der Federkonstante vor.
  • Ein Protokoll besteht aus:
    1. Experimenttitel
    2. Experimentaufbau
    3. Durchführung/ Beobachtung/ Messung
    4. Auswertung/ Interpretation.

B. Führe das geplante Experiment durch oder Beobachte eine Durchführung durch andere

  • Protokolliere das Experiment in deinem Experimentierheft aus.
  • Bestimme die Federkonstante.

11. Gewichtskräfte

Masse, Gewichtskraft und Trägheit (Newton I+II)

Für die nächsten zwei Stunden braucht ihr:

  1. Das Physikbuch Seite 26-29
  2. Film: Austronauten auf dem Mond
  3. Film: Sendung mit der Maus: "Trägheit"

Schaue den Film Astronauten auf dem Mond an

Think-Pair-Share:

  • Warum springen die Astronauten trotz schwerer Kleidung so hoch?

Recherchiere im Physikbuch Lektion "Gewichtskräfte" S. 26

In deinem Heft:

  • Erkläre, was als Gewichtskraft bezeichnet wird.
  • Beschreibe in zwei Sätzen, was Lord Henry Cavendish untersuchte.
  • Gib an, wovon die Anziehungskraft der Erde auf verschiedene Gegenstände abhängig ist.
  • Zeichne Erde und Mond sowie die Anziehungskraft der Erde auf den Mond und des Mondes auf die Erde als Pfeile.

Recherchiere im Physikbuch, Lektion "Masse, Gewichtskraft, Trägheit" S. 27

In deinem Heft:

  • Erkläre wie die Gewichtskraft eines Körpers berechnet werden kann.
  • Gib an, wie der ortsabhängige Proportionalitätsfaktor genannt wird.
  • Bestimme die Gewichtskraft einer Person der Masse m=60kg auf der Erde, dem Mond und dem Mars.

Lies den zweiten Abschnitt der Lektion "Masse, Gewichtskraft, Trägheit" auf S. 28 und schaue anschließend die Sendung mit der Maus zum Thema Trägheit an.

In deinem Heft:

  • Was ist Trägheit? Übernimm die Erklärung zur Trägheit, ihrer Abhängigkeit von Masse und Gewichtskraft aus deinem Buch.

Think-Pair-Share:

  • Sind die im Film dargestellten Trägheits-Phänomene auch auf dem Mond zu beobachten? Wenn ja, warum und mit welchem Unterschied?

In deinem Heft:

  • Erkläre, ob die im Film dargestellten Trägheits-Phänomene auch auf dem Mond zu beobachten sind und wenn ja, warum und mit welchem Untershied.

12. Wechselwirkung von Kräften

Für diese Einheit braucht ihr:

  1. das Physikbuch auf Seite 30

Diese Woche sprechen wir über das Wechselwirkungsprinzip von Newton, bekannt auch als "actio = reactio".

A. Formuliere das Wechselwirkungsgesetz

Notiere im Heft das Wechselwirkungsgesetz. Hinweis: im Buch zu finden als Text mit einem roten Punkt

B. Beantworte im Heft

Gib drei Beispiele für das Wechselwirkungsgesetz an.

C. Beantworte im Heft

  1. Beobachte die Zeichung B2 Seite 30. Was passiert, wenn beim Tiefstart zum 100-m-Lauf der Startblock nachgibt und nach hinten abrutscht? Kannst du dann die Kraft, die dich nach vorne beschleunigt, aufbauen?
  2. Du stehst auf dünnem Eis und möchtest hochspringen. Wass passiert, wenn das Eis beim Sprung nachgibt und unter dir zusammenbricht? Kannst du dann die Kraft, die dich nach oben beschleunigt, aufbauen?
  3. Warum kannst du nicht fliegen, obwohl du mit den Armen wedelst?

13. Mehrere Kräfte wirken 1

Superpositionsprinzip oder Kräfteaddition

Für diese Einheit braucht ihr:

  1. das Physikbuch auf Seite 31

A. Recherchiere im Buch S 31-33 und beantworte im Heft

  1. Erkläre den Zusammenhang zwischen den Ersatzkräften und den Teilkräften am Beispiel eines Zuges mit zwei Lokomotiven.
  2. Erkläre wann Kräftegleichgewicht herrscht.

B. Bearbeite im Heft

  • Zeichne eine Kraft mit dem Betrag 2N (1N=1cm) in eine beliebige Richtung.
  • Zeichne eine zweite Kraft mit dem Betrag 4N, die an demselben Punkt wie die erste Kraft ansetzt, in eine andere Richtung.
  • Addiere beide von dir gezeichneten Kräfte mit Hilfe der Konstruktionsvorschrift zur Kräfteaddition (S. 32) und bestimme den Betrag der Ersatzkraft.

C. Bearbeite im Heft

  • Zeichne eine Kraft mit dem Betrag 2N (1N=1cm) in eine beliebige Richtung.
  • Zeichne eine zweite Kraft mit dem Betrag 4N, die an demselben Punkt wie die erste Kraft ansetzt, in eine andere Richtung.
  • Zeichne eine dritte Kraft mit dem Betrag 3N, die an demselben Punkt wie die erste und zweite Kraft ansetzt, in eine andere Richtung.
  • Addiere alle drei Kräfte mit Hilfe der Vorschrift zur Kräfteaddition (Pfeil-Addition-von Kräften S. 33) und bestimme den Betrag der Ersatzkraft.

D. Bearbeite folgende Aufgabe im Heft

Zwei Kinder ziehen an einem Schlitten mit jeweils 50 N (10N=1cm). Zwischen den Seilen besteht ein Winkel von 20°. Bestimme die Ersatzkraft, mit der der Schlitten gezogen wird mithilfe einer Zeichung (Kräfteaddition).

14. Mehrere Kräfte wirken 2

Kräftezerleguung

Für diese Einheit braucht ihr:

  1. das Physikbuch auf Seite 33

A. Recherchiere im Buch S 33 und notiere im Heft

  1. Liess die Textabschnitte "Kräfte lassen sich auch zerlegen" und "Konstruktionsvorschrift zur Kräftezerlegung".
  2. Zeichne das Bild B3 S33 ab und erkläre, was dieses Bild mit der Aufhängung einer Gondel wie in B1 S33 zu tun hat.

B. Recherchiere im Buch S. 33 und notiere im Heft

  1. Liess den Textabschnitt "Schiefe Ebene" und zeichne die Kräftezerlegung an der schiefen Ebene wie in Bild B4 S33.

C. Bearbeite folgende Aufgabe im Heft

Eine Kugel liegt auf einer Schiefen Ebene mit dem Neigungswinkel \(\alpha=30^\circ \). Die Kugel wird mit einer Gewichtskraft von \( F_G=20 N \) (1N=2mm) nach unten gezogen. Bestimme mithilfe einer Zeichnung (Kräftezerlegung) welche Kraft \( F_H \) auf die Kugel entlang der schiefen Ebene wirkt.

15. Reibungskräfte

Für diese Einheit braucht ihr:

  1. Das Physikbuch Seite 34
  2. Schülerexperimente mit Kraftmessern, Holzblöcken und Gewichten
  3. Eventuell AB "54_ab_Reibungskraft" als Hilfe für das Protokollieren.

A. Schaue die Erklärung des Lehrers zum Thema "Verschiedene Formen der Reibung" an.

Wenn ein Demonstrationsversuch nicht möglich istm kannst du dir das folgende Video anschauen: Youtube Film. Hier ist es allerdings anzumerken, dass:

  • die Haftreibungszahl und die Gleitreibungszahl in deinem Buch mit einem kleinen f ebgekürzt wird und nicht mit dem griechischen Buchstaben "mü".
  • die Reibungskräfte nur bei einer waagerechten Unterlage direkt von der Gewichtskraft abhängen. Im Allgemeinen hängt die Reibungskraft von der Normalkraft ab, die im Film angegebene Formel stimmt also nur für den Fall einer waagerechten Unterlage.

B. Recherchiere zusätzlich im Buch S.34 und beantworte im Heft:

  1. Welche Formen der Reibung wurden vorgestellt?
  2. Mit welcher Formel lassen sie sich berechnen?
  3. Welche Kraft muss angewendet werden, um einen Stahlquader der Masse m=10kg, der auf einem Holztisch liegt, in Bewegung zu versetzen? (Tipp: Berechne die Haftreibung, die Haftreibungszahl findest du im Buch).
  4. Wie stark hängt die Reibungskraft vom Flächeninhalt der aneinander reibenden Flächen ab?

C. Experimentiere in Gruppen

Bestimme die Haftreibungszahl und die Gleitreibungszahl bei Reibung von Holz auf Holz Protokolliere in deinem Experimentierheft (Aufbau, Beobachtung+Messung, Auswertung)

Einfache Kraftmaschinen

Am Ende des Kapitels könnt Ihr:

  • die Bedeutung Kraftverstärkende Werkzeuge einordnen und Kraftwandler erkunden
  • die Auswirkungen physikalischer Erkenntnisse zum Werkzeuggebrauch in historischen und gesellschaftlichen Zusammenhängen benennen
  • das Hebelgesetz zum Bewerten und Vergleichen technischer Lösungen heranziehen

16. Hebel

Für diese Einheit braucht ihr:

  1. Das Physikbuch Seite 36
  2. Schülerexperimente mit Hebeln, Kraftmessern und Gewichten
  3. Erklärfilme

A. Schaue den Einstiegsfilme an und recherchiere im Buch

  1. LehrerSchmidt
  2. Physik - simpleclub
  3. Das Physikbuch Seite 36

B. Notiere und zeichne im Heft

  1. Zeichne einen einseitigen und einen zweiseitigen Hebel.
  2. Bennene Hebelarme und die Drehachse in der Zeichnung.
  3. Erkläre warum ein Hebel ein Kraftwandler ist.
  4. Gib an, wann sich ein Hebel im Gleichgewicht befindet. Welche Formel gilt?

C. Experimentiere in Gruppen und überprüfe die Gleichgewichtsbedingung für drei verschiedene Kombinationen aus Armlänge und Kraft.

  1. Protokolliere kurz in deinem Experimentierheft:
  2. Aufbau, Beobachtung+Messung, Auswertung

D. Recherchiere im Buch und notiere im Heft

  1. Schreibe auf, wie das Drehmoment definiert ist.
  2. Formuliere das Hebelgesetz mit Hilfe des Drehmomentes.
  3. [schwierig] Zeichne die Pedale und das vordere Kettenrad (das Zahnrad bitte als Kreis zeichnen) eines Fahrrads und erkläre an diesem Beispiel die Hebelwirkung oder die Gleichheit der Drehmomente. (Siehe Seite 39)

17. Hebel im Alltag

Für diese Einheit braucht ihr:

  1. Das Physikbuch Seite 38
  2. Ein Amboss, Hammer, Nägel, Zange, Holz, oder einfach Sachen, die ihr in eurer Küche findet.

A. Beantworte im Heft:

  • Aufgabe 21 S.44
  • Aufgabe 22 S.44
  • Aufgabe 23 S.44

B. Anwendungsaufgabe

Entweder: Zieh einen Nagel mit einer Zange heraus, in dem du die Hebelwirkung ausnutzt und fotografiere sie. Oder: Finde eine Hebelanwendung zu Hause (z.B. in der Küche) und fotografiere sie.

2. KA 8 Physik

Thema: "Kräfte" und "Einfache Kraftmaschienen"

Inhalt 2024:

Die erste Klassenarbeit behandelt die Inhalte der Kapitel „Kräfte“ ab Seite 19.

Kräfte
  • Wovon hängt die Wirkung der Kraft ab? S. 21
  • Was verursachen Kräfte? S. 21
  • Das Hookesche Gesetz/ Elastizitätsbereich S. 24 + 25
  • Wie berechne ich die Gewichtskraft auf der Erde/ Mond/ etc? S. 26 + 27
  • Ist die Trägheit eines Körpers vom Planeten abhängig? S. 28
  • Ist die Masse eines Körpers vom Planeten abhängig? S. 27
  • Beispiele für actio=reactio S. 30
  • Wie kann ich Kräfte zeichnerisch addieren? S. 31 + 32 + 33
  • Wie kann ich Kräfte zeichnerisch zerlegen? S. 33
  • Wie berechne ich die Reibungskräfte (Haftreibungskraft und Gleitreibungskraft)? S. 35
Einfache Kraftmaschinen
  • Wie lautet das Hebelgesetz? S. 37
  • "Hebel und Drehmoment" S. 37 wird nicht abgefragt
  • Beispiele für Hebel im Alltag S. 38
  • "Seil- Rolle - Flaschenzug" S. 40 wird nicht abgefragt
Sehr Empfehlenswert
  • Der „Rückblick“ auf Seite 42
  • „Aufgaben“ auf Seite 43 + 44 ohne Aufgabe 24.

Mein Tipp: Beginne jetzt mit der Vorbereitung!

Elektrizität

Nach diesem Kapitel könnt Ihr:

  • Magnetische Wirkung des elektrischen Stromes mit dem Permanentmagnetismus vergleichen.
  • die Licht- und Wärmewirkung im Experiment beobachten und auswerten.
  • die Funktionsweise des Amperemeters und des Voltmeters beschreiben und erklären können.
  • den Zusammenhang zwischen Spannung und Stromstärke erläutern können.
  • den Einfluss von Widerständen auf die Stärke des elektrischen Stromes untersuchen.
  • Modelle des elektrischen Stromes zur Wissensgenerierung verwenden.
  • einfache Idealisierungen mithilfe von Schaltplänen und Schaltsymbolen vornehmen.
  • einfache Experimente zur Reihen- und Parallelschaltung planen und ausführen.
  • die gewonnenen Daten mithilfe der Kirchhoffschen Regeln auswerten.
  • das eigene Verhalten im Zusammenhang mit den Gefahren des elektrischen Stromes bewerten (Verhalten bei Gewitter).
  • den Aufbau einfacher technischer Elektrogeräte aus dem Haushalt beschreiben und deren Wirkungsweise erklären können.
  • ihr Wissen über Gleich- und Wechselstrom zur Lösung von Aufgaben und Problemen nutzen können.

18. Ruhende Ladung

Für diese Einheit braucht ihr:

  1. Das Physikbuch Seite 66ff

A. Recherchiere im Buch und beantworte im Heft:

  • Erkläre, was du über Kräfte zwischen zwei elektrisch geladenen Körpern sagen kannst. Fertige eine Zeichung an (z.B. B1b S67).
  • Erkläre, was wir unter einem elektrischen Feld verstehen.
  • Erkläre welche Wirkung die Influenz auf elektrische Ladungen in einem Leiter hat.

B. In kleinen Gruppen/ Partnerarbeit.

  • Erklärt euch gegenseitig die Phänomene der Ladungstrennung durch Reibung und der Polarisation mit Hilfe der ersten PhET-Simulation (Ballons und statische Elektrizität) im geteilten Bildschirm. Wieso kommt es zu einer anziehenden Kraft zwischen dem Balon und der Wand?
  • Erklärt euch gegenseitig den Unterschied zwischen der elektrischen Kraft zwischen zwei geladenen Körpern und der Kraft, die ein geladener Körper in einem elektrischen Feld erfährt. Erläutere die Analogie zum Gravitationsfeld. Benutze die zweite PhET-Simulation (Ladungen und Felder) im geteilten Bildschirm.
Ballons und statische Elektrizität

Ballons und statische Elektrizität

Ladungen und Felder

Ladungen und Felder

C. Demoexperiment
  • Betrachtet das folgende Demoexperiment "Darstellung der elektrischen Feldlinien mit Grieskörnern" um das Konzept des elektrischen Feldes besser zu verstehen.
  • Zeichnet im Heft die Anordnung der Grieskörner im elektrischen Feld, das von zwei unterschiedlich geladenen Kugeln erzeugt wird. Wie ist die Polarisation der Grieskörner?
    Youtube Video: Grießkörnerversuch (Elektrische Feldlinien)

D. Bearbeite folgende Aufgaben im Heft:

  • A1S78
  • A2S78

E. Wenn du willst:

Wenn dich das Thema interessiert oder du nicht alles verstanden hast, kannst du dir diese Videos anschauen:

19. Bewegte Ladung

Für diese Einheit braucht ihr:

  1. Das Physikbuch Seite 71ff

A. Recherchiere im Buch und beantworte im Heft:

  • Erkläre was wir unter elektrischem Strom verstehen.
  • Erkläre, wofür die elektrische Spannung U als Maß verwendet wird.
  • Erkläre wodurch die elektrische Ladung bei der Elektrolyse und wodurch in Metallen transportiert wird.
  • Mit welchem Symbol und in welchen Einheiten wird die elektrische Ladung beschrieben?
  • Wie groß ist die elektrische Ladung eines Elektrons (Elementarladung)?
  • Mit welchem Symbol und in welchen Einheiten wird die elektrische Stromstärke beschrieben?
  • Mit welcher Formel kann ich die elektrische Stromstärke berechnen?

B. Bearbeite folgende Aufgaben im Heft:

  • A2S72
  • Berechne: Wie viele Elektronen werden bei einer elektrischen Stromstärke von einem Ampere pro Sekunde transportiert?

C. Wenn du willst:

optional Wenn dich das Thema interessiert oder du nicht alles verstanden hast, kannst du dir diese Videos anschauen:

20. Verzweigungen in Stromkreisen und elektrische Quellen

Für diese Einheit braucht ihr:

  1. Das Physikbuch Seite 80ff

A. Recherchiere im Buch und beantworte im Heft:

  • Zeichne das Bild B2 S81 ab und bennene es als Parallelschaltung. Welcher Zusammenhang gilt hier für die Stromstärken I1, I2 und die Gesamtstromstärke I?
  • Zeichne das Bild B3 S81 ab und bennene es als Reihenschaltung. Welcher Zusammenhang gilt hier für die Stromstärken I1, I2 und die Gesamtstromstärke I?

B. Recherchiere auf S82 und erkläre im Heft:

  • Was bestimmt die Stromstärke im Stromkreis?
  • Welche Gesamtspannung U hat die Spannungsquelle im Fall einer Parallelschaltung und welche im Fall einer Reihenschaltung? Zeichne die entsprechenden Schaltungen. (z.B. B3a und B4 S82)
  • Wenn wir eine Steckdosenleiste in eine Steckdosenleiste in eine Steckdose stecken entsteht eine Schaltung. Welche Art (Parallel- oder Reihenschaltung) der Schaltung ist das? Wie wirkt sich das auf die Gesamtstomstärke aus?

C. Bearbeite folgende Aufgaben im Heft:

  • A1 S81
  • A1 S82
  • A2 S82

D. Wenn du willst:

optional Wenn dich das Thema interessiert oder du nicht alles verstanden hast, kannst du dir diese Videos anschauen:

21. Spannungen in Stromkreisen

Für diese Einheit braucht ihr:

  1. Das Physikbuch Seite 82ff

A. Wiederhole und zeichne im Heft

  • Die Spannungsquelle besteht aus zwei Batterien mit derselben Spannung 1,5V. Welche Gesamtspannung U hat die gesamte Spannungsquelle im Fall einer Parallelschaltung und welche im Fall einer Reihenschaltung? Zeichne die entsprechenden Schaltungen. (z.B. B3a und B4 S82)

B. Recherchiere im Buch und beantworte im Heft:

  • Zeichne die Bilder B3 und B4 S82 ab und bennene sie als Reihenschaltung oder Parallelschaltung. Welcher Zusammenhang gilt hier für die Teilspannungen U1, U2 und die Gesamtspannung U? Schreibe diesen unterhalb der Zeichung.

C. Beantworte die Aufgabe im Heft:

  • Eine Licherkette besteht aus 17 elektrischen Kerzen. Jede Kerze darf maximal mit einer Nennspannung von 15V betrieben werden. Warum brennen die Kerzen nicht durch, wenn die Lichterkette an die Steckdose mit 230V angeschlossen wird?

D. Recherchiere im Buch und beantworte im Heft:

Wie wird Spannung gemessen? Recherchiere dazu auf S83.

  • Welches Zeichensymbol wird für ein Spannungsmessgerät verwendet?
  • Zeichne einen Schaltkreis bestehend aus einer Lampe, einer Spannungsquelle und einem Spannungsmessgerät.

E. Bearbeite folgende Aufgaben im Heft:

  • B2 S98
  • B4 S98

F. Wenn du willst:

Optional. Wenn dich das Thema interessiert oder du nicht alles verstanden hast, kannst du dir diese Videos anschauen:

22. Das Ohmsche Gesetz

Für diese Einheit braucht ihr:

  1. Das Physikbuch Seite 86ff

A. Videokonferenz in Expertengruppen am Di, 2.06.2020 15:00 Uhr

Zum Auftakt der Unterrichtseinheit trefft Ihr Euch in Expertengruppen in verschiedenen Videokonferenzräumen. Um 15:00 Uhr treffen wir uns zuerst alle gemeinsam in einem Raum.

Die Aufgabe lautet:

  • Erkläre im virtuellen Gleichstromlabor (PhET-Simulation) den Zusammenhang zwischen Spannung und Stromstärke. Teile dazu deinen Bildschirm mit Anderen in der Gruppe.
Das virtuelle Gleichstromlabor

Stromkreise schalten: Virtuelles Gleichstrom-Labor

B. Recherchiere alleine im Buch und beantworte im Heft.

  • Wie lautet das Ohmsche Gesetz?
  • Was ist das Symbol und die Einheit des elektrischen Widerstandes?
  • Ein Widerstand R=2000 Ohm wird an eine Batterie der Spannung U=4,5 V angeschlossen. Bestimm die Stromstärke I, die durch den Widerstand fließt.
  • Wie verhält sich der Widerstand bei vielen metallischen Leitern, wenn die Temperatur zunimmt?

C. Experimentiere im virtuellen Labor und notiere im Heft

Probiere das erworbene Wissen im virtuellen Labor aus. Notiere im Heft: Welche Stromstärke stellt sich bei einem Widerstand R= 1000 Ohm ein?

Ohmsches Gesetz

Ohmsches Gesetz

D. Wenn du willst:

Optional. Wenn dich das Thema interessiert oder du nicht alles verstanden hast, kannst du dir diese Videos anschauen:

23. Magnetische Wirkung des elektrischen Stromes

Für diese Einheit braucht ihr:

  1. Das Physikbuch Seite 106ff

A. Einstiegsvideos, die es sich lohnt zu sehen:

B. Recherchiere im Buch und beantworte im Heft:

  • Wann wirkt eine Kraft des Magnetfeldes auf Ladungen?
  • Von welchen Physikalischen Größen hängt diese Kraft ab und wann ist sie am größten?
  • Wann wirkt trotz Bewegung keine Kraft auf die Ladungen?
  • Wie lautet die Drei-Finger-Regel

C. Recherchiere im Internet und zeichne im Heft:

  • Wie funktioniert ein Elektromagnet?

24. Funktionsweise der Strom- und Spannungsmessgeräte

Für diese Einheit braucht ihr:

  1. Das Internet

A. Recherchiere auf der Website

Recherchiere auf der Website und beschreibe die Funktion des Amperemeters (Strommessgerätes) in deinem Heft. Fertige eine Skizze an.

B. Überlege und erkläre

Mit Hilfe des Amperemeters kann auch die elektrische Spannung gemessen werden. Dabei wird vor dem Gerät ein großer Widerstand vorgeschaltet damit die Stromstärke, die durch das Gerät fließt, mnöglichst niedrig ist.

  • Überleg und erkläre im Heft, wie damit die Spannung gemessen werden kann?

25. Elektrische Anlage im Haus

Für diese Einheit braucht ihr:

  1. Das Physikbuch Seite 95ff

B. Recherchiere im Buch und beantworte im Heft:

  • Wie viele Kabel führen den Strom bis zur Steckdose und wie heißen sie?
  • Wie viele Kabel werden tatsächlich zum Betrieb der Geräte benötigt und wozu dient der Schutzleiter?
  • Wie funktioniert ein Sicherungsautomat?

C. Recherchiere im Buch (S. 97) und beantworte im Heft:

freiwillig

  • Wie groß ist der menschliche Körperwiderstand von der Hand bis zum Fuß?
  • Berechne mit Hilfe des Ohmschen Gesetzes die Stromstärke durch den menschlichen Körper.
  • Wie lange dauert es, bis man den fehlerhaften Föhn nicht mehr loslassen kann und wie lange, bis der Unfall tödlich enden kann.

Druck und Auftrieb

Nach diesem Kapitel werdet Ihr:

  • Den Druck in Abhängigkeit von anderen physikalischen Größen darstellen können.
  • Den Unterschied zwischen dem Druck in Flüssigkeiten und dem Druck in Gasen formulieren können (Schweredruck, Luftdruck).
  • Wetterscheinungen erklären können (Luftdruck, Hoch- und Tiefdruckgebiete).
  • Körperliche Erfahrungen mithilfe physikalischer Erkenntnisse zum Auftrieb erklären können.
  • Die Hydraulik in der Technik erklären können.

26. Der Auflagedruck

Für die heutige Stunde braucht ihr:

  1. Das Physikbuch Seite 46

Recherchiere im Buch und beantworte im Heft:

  • Wie ist der Druck definiert.
  • Notiere die Einheit und das Formelzeichen des Drucks.
  • Aufgabe 1 S.63
  • Aufgabe 2 S.63
  • Aufgabe 3 S.63
  • Aufgabe 4 S.63

27. Druck in Flüssigkeiten

Für die heutige Stunde braucht ihr:

  1. Das Physikbuch Seite 47-48
  2. Demonstrationsversuch: Verbundene Kolbenprober

Recherchiere im Buch und beantworte im Heft:

  • Wie bezeichnet der Druck den Zustand einer Flüssigkeit?
  • Was versteht man unter Kolbendruck?
  • Wie lässt sich der Kolbendruck berechnen?
  • Was versteht man unter Schweredruck?
  • Wie lässt sich der Schweredruck berechnen?

Bereite dich vor, um mündlich die Herleitung des Schweredrucks zu erklären

  • Du kannst den experimentellen oder den theoretischen Weg der Erklärung wählen.

28. Druckphänomene im Alltag und Technik

Für die heutige Stunde braucht ihr:

  1. Das Physikbuch Seite 49
  2. Demoexperimente Verbundene Gefäße, Hydrostatisches Paradoxon
  3. Internetzugang

Teilt Euch in 4 Gruppen und bereitet eine 5 minütige Präsentation mit Buch und dem zugewiesenen Experiment/ recherchierten Film vor.

Gruppe A Gruppe B Gruppe C Gruppe D
Das hydrostatische Paradoxon Verbundene Gefäße Der Versuch von Blaise Pascal Hydraulische Anlagen

29. Druck in Gasen

Für die heutige Stunde braucht ihr:

  1. Das Physikbuch Seite 50
  2. Demonstrationsexperiment Magdeburger Halbkugeln

Recherchiere im Buch und beantworte die Fragen im Heft.

  • Wie groß ist der Luftdruck am Erdboden?
  • Erkläre den Unterschied zwischen dem Schweredruck der Luftsäule und dem Luftdruck.

Bereite eine Präsentation zum Boyle-Mariotte'schem Gesetz vor

Notiere im Heft alle wichtigen Zusammenhänge und präsentiere mit Hilfe deiner Notizen.

GRUPPENARBEIT:

Bereite dich mündlich für eine Präsentation zum Thema deiner Gruppe vor und präsentiere mit Buch.

Gruppe A Gruppe B Gruppe C Gruppe D
Das Teilchenmodell für den Gasdruck Luftdruck und Höhe Luftdruck und Wind Der berühmte Versuch von Guericke

30. Druck, Volumen und Temperatur in Gasen

Für die heutige Stunde braucht ihr:

  1. Das Physikbuch Seite 53

Recherchiere im Buch und notiere im Heft

Wie lautet die allgemeine Gasgleichung.

Konzipiere ein Experiment zur Untersuchung der allgemeinen Gasgleichung in deinem Heft

  • Wie müsste das Experiment aufgebaut werden, damit man die gültigkeit der allgemeinen Gasgleichung untersuchen könnte. Fertige eine Zeichnung an.
  • Schreibe die wichtigsten Arbeitschritte auf, so dass eine Versuchsanleitung entsteht.
  • Präsentiere deine Idee vor den anderen.

31. Auftrieb in Flüssigkeiten und Gasen

Für die heutige Stunde braucht ihr:

  1. Das Physikbuch Seite 54

Recherchiere im Buch. Bereite dich mündlich vor.

  • Beschreibe und erkläre den Versuch V2 S54
  • Beschreibe und erkläre die Versuche V4 und V5

Recherchiere im Buch. Bereite dich mündlich vor.

Erkläre die Herkunft der Auftriebskraft.

Recherchiere im Buch und notiere in deinem Heft

  • Wie lautet das archimedische Gesetz?
  • Woran erkannte Archimedes, dass die Krone nicht aus reinem Gold bestand?
  • Bereite eine Präsentation der Herleitung des archimedischen Gesetzes mündlich mit Hilfe des Buches vor.

Recherchiere im Buch S 56 und notiere in deinem Heft

  • Zeichne das Bild B5 ab.
  • Formuliere die Bedingung für das Sinken, Schweben und Schwimmen.

Experimente

Versuchsprotokoll Anleitung

Experiment 01: Untersuchung einer gleichförmigen Bewegung

Experiment 02: Videoanalyse einer gleichförmigen Bewegung

Experiment 03: Videoanalyse einer beschleunigten Bewegung

Experiment 04: Das Hookesche Gesetz

Experiment 05: Die Reibungskräfte

Experiment 06: Das Hebelgesetz

Experiment 07: Das Ohmsche Gesetz

THEMEN DER KLASSE 8: Bewegungen, Kräfte, Einfache Kraftmaschinen, Elektrizität, Druck und Auftrieb

Impressum

Bei Fragen wenden Sie sich bitte an:

Thomas Pawletko
Heinrich-von-Gagern-Gymnasium
Bernhard-Grzimek-Allee 6-8
60316 Frankfurt am Main
Telefon: 069 212-35150 | Fax: 069 212-40537 | Schulhomepage