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Physik
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firgau

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iblees

Die Kenntnis der Abhängigkeiten zwischen elektrischer Spannung, Widerstand und Stromstärke ist eine der fundamentalen Voraussetzungen für das Verständnis elektrischer Schaltungen. Die Kirchhoffschen Regeln sind in diesem Zusammenhang ein Werkzeug, das die Berechnung auch komplexer Schaltungen beherrschbar macht. Ein möglicher Einstieg in die Kirchhoffschen Gesetze besteht im Erforschen der Zusammenhänge von elektrischer Spannung, Widerstand und Stromstärke in einfachen zusammengesetzten Schaltungen. Getrennt nach Parallelschaltung und Reihenschaltung von zwei ohmschen Widerständen ist die Erarbeitung von grundlegenden Formeln möglich, die zu den Kirchhoffschen Gesetzen ausgebaut werden können. Im Rahmen dieses Projekts wird mittels Java-Applets und einem Simulationsprogramm, wie zum Beispiel Crocodile Physics, ein Weg gegangen, bei dem Schülerinnen und Schüler physikalisches Wissen weitgehend eigenständig erwerben. Material steht zum Download zur Verfügung.

cbecker-andermahr

Ein Körper wird von der Erdoberfläche mit der Anfangsgeschwindigkeit vo senkrecht nach oben geschossen. In 180 m Höhe bewegt er sich mit der Momentangeschwindigkeit v = 80 m/s nach oben.
a) Legen Sie ein geeignetes Bezugssystem fest und berechnen Sie vo. [99,7 m/s]
b) Berechnen Sie die maximale Höhe hmax, welche der Körper erreicht. [506,2 m]
c) Berechnen Sie die Momentangeschwindigkeit, die der Körper beim Herunterfallen in der Höhe 180 m besitzt.

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In Zusammenarbeit mit Experten aus Industrie und Wissenschaft hat der TÜV Süddeutschland ein Buch zu den Themen ´Wasserstoff´ und ´Brennstoffzellen´ herausgegeben. Gebündelt und eingebettet in ein Gesamtkonzept finden sich auf rund 100 Seiten aktuelle internationale Projekte, Innovationen, Lösungen und Perspektiven zu Wasserstoffthemen und -technologien.
Das inhaltliche Konzept führt über allgemeine Grundlagen, historische Aspekte, den Wirkungsgradbegriff, Technologien zur Erzeugung und Nutzung von Wasserstoff bis hin zu übergeordneten Fragestellungen wie Infrastrukturen, Energie-Szenarien und Umweltbilanzen. Praktische Beispiele illustrieren das Anwendungsspektrum von Wasserstoff bzw. Brennstoffzellen in Kraftwerken, Automobilen oder als möglicher Batterieersatz. Das Buch eignet sich sehr gut als Einstieg in die Materie und wurde u.a. durch das Bayerische Staatsministerium für Unterricht und Kultus zur Verwendung an Gymnasien empfohlen. Das komplette Material steht auch als kostenloser Download zur Verfügung.

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Im Mittelpunkt dieser Unterrichtseinheit steht ein Webexperiment zum Millikan-Versuch, das von der AG Optische Festkörperspektroskopie und Didaktik der Physik der Universität Kaiserslautern bereitgestellt wird. Das Material wird vom BMBF-Projekt Naturwissenschaften entdecken! auf Lehrer-Online zur Verfügung gestellt.

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Nach einer kurzen Einführung in die Entdeckung, Funktionsweise und Konstruktion der elektrochemischen Farbstoffsolarzelle sowie deren Vorbild in der Natur stellen die Lernenden in Kleingruppen selbst einige dieser sogenannten Grätzelzellen her. Material steht zum Download zur Verfügung.

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Kerngedanke der hier vorgestellten Versuchsanordnung ist, dass mindestens zwei Schulen aus verschiedenen Regionen oder Ländern zusammenarbeiten, um die Flugbahn und Flughöhe der ISS im Rahmen einer Messreihe zu bestimmen. Das ISS-Triangulations-Experiment wurde im Rahmen der DLR-Initiative School in Space für die 10. Klasse und die Oberstufe konzipiert. Schülerinnen und Schüler ermitteln dabei selbstständig die Parameter Flugbahn, Flughöhe, Geschwindigkeit und die Umlaufzeit der ISS mit einfachen mathematischen Berechnungen und leichtem Gerät. Material steht zum Download zur Verfügung.

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Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten `Die `goldene Regel der Mechanik` am Beispiel der schiefen Ebene` mit einem dynamischen GeoGebra-Applet. `Maschine (griechisch mechane, Werkzeug), in der Technik ein Gerät zur Änderung der Stärke oder Richtung einer angewandten Kraft.` Gemäß diesem Lexikoneintrag ist ein als Rampe dienendes Brett die wohl einfachste Maschine der Welt. Material steht zum Download zur Verfügung.

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Im Mittelpunkt dieser Unterrichtseinheit steht ein Webexperiment zur Elektronenbeugung: In der Genese vieler Physikkurse gelangt man über die Wellenlehre zur Quantenphysik und stellt die Beugung und Interferenz von Licht in den Gegensatz zum äußeren Photoeffekt, um den zunächst vermeintlichen Widerspruch zu nutzen um das Interesse der Schülerinnen und Schüler zu wecken. Material steht zum Download zur Verfügung.

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Schülerinnen und Schüler aus Südafrika, Griechenland und Deutschland fotografierten zur selben Zeit Mond, Jupiter und Saturn. Nachdem die Bilder über das Internet ausgetauscht worden waren, wurde die Mondparallaxe bestimmt und die Entfernung des Mondes von der Erde berechnet. Das Projekt eignet sich für Astronomie-Arbeitsgemeinschaften und wurde vom Autor im Rahmen des SINUS-Programms in Schleswig-Holstein durchgeführt. Material steht zum Download zur Verfügung.