Unterrichtsmaterialien Physik: Ganze Werke
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Physik
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Der große und der kleine Zeiger einer Uhr Ein Bezug zu astronomischen Umlaufdauern Stand: Oktober 2018
Die Physik lehrt uns, Dinge zu hinterfragen, die selbstverständlich erscheinen. Wie lange braucht die Erde, um sich einmal um die Sonne zu drehen? Die Beantwortung dieser Frage ist nicht ganz so simpel, wie es zunächst scheint. In diesem Beitrag lernende SuS ein grundlegendes Problem der Astronomie kennen und erarbeiten sich den Unterschied zwischen siderischen und synodischen Umlaufdauern. Dazu verwenden sie das anschauliche Modell einer Uhr, nutzen Vereinfachungen und vergleichen die so erhaltenen Erwartungen mit den entsprechenden Literaturwerten.
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Künstliche Strahlenbelastung und die moderne Medizin Stand: Oktober 2018
Atomphysik ist nicht nur im Bereich der Energieversorgung und Waffenentwicklung ein zweischneidiges Schwert. Auch in der Medizin hat die Nutzung radioaktiver Stoffe sowohl zu neuen Belastungen als auch zu neuen Behandlungsmöglichkeiten geführt. Die Schüler mit der Auswirkung ionisierender Strahlung auf das menschliche Gewebe und sie lernen belastende Auswirkungen der modernen Medizin sowie ihre Vorzüge und neuen Behandlungsmethoden kennen. Dabei wenden sie ihr Wissen über Energiedosis, Halbwertszeit und Aktivität in einem spannenden und aktuellen Kontext an.
Gesamtwerk
Schwarzes Loch Übung
Schwarze Löcher faszinieren seit jeher. In diesem Beitrag wiederholen, üben und festigen die SuS die Grundlagen der Physik hinter schwarzen Löchern und berechnen den Schwarzschildradius der Erde. Lösungen zu den Aufgaben sind enthalten und unterstützen die Lehrkraft.
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Gesamtwerk
Freier Fall einer Stahlkugel Einführung in die Differenzialrechnung der Physik Mit Exceldatei für eigene Messreihen
Mathematik und Physik gehen oft Hand in Hand. Leider kommt es vor, dass man in Physik bereits mit einer Mathematik umgehen muss, die im Unterricht noch nicht behandelt worden ist. In diesem Beitrag untersuchen die SuS den freien Fall einer Stahlkugel und werden sanft an die Differenzialrechnung herangeführt, wie sie für die Definition der Beschleunigung benötigt wird. Der Beitrag enthält eine fertige Messreihe und eine Exceldatei, um eine eigene Messreihe möglichst schnell auswerten zu können.
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Ionentriebwerke Mit modernen Antrieben weit hinaus Stand: Oktober 2018
Es geht weit hinaus! In der modernen Raumfahrt ist ein Hauptziel, immer tiefer in den Weltraum einzudringen. Nur mit den klassischen chemischen, mehrstufigen Triebwerken funktioniert das nicht. In diesem Beitrag untersuchen die SuS die Vorzüge und Nachteile von sogenannten Ionentriebwerken, lernen ihre Funktionsweise kennen und üben sich ganz nebenbei in der Anwendung des Energie- und Impulserhaltungssatzes.
Verwandte Themen
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Objekte auf Kollisionskurs Vektorrechnung in der Physik - kommt es zum Crash? Stand: Oktober 2018
Ob zwei Objekte kollidieren ist eine wichtige Fragestellung in vielen Lebenslagen. In diesem Beitrag üben sich die SuS an dieser Art von Aufgabe und festigen dabei ihre Kenntnisse der Vektorrechnung und der grundlegenden Mechanik. Sie stellen eine Bahngleichung einer gleichförmigen Bewegung im dreidimensionalen Raum auf, berechnen den Schnittpunkt von Geraden und üben sich darin, geometrische Sachverhalte physikalisch zu interpretieren.
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Zusammenstoß zweier Hobbyraketen Crash auf dem Flugfeld Stand: Oktober 2018
Der schiefe Wurf ist der allgemeine Fall von Wurfbewegungen und für die SuS alles andere als einfach. In diesem Beitrag werden sie noch einmal durch die Zerlegung und Aufstellung der Wurfparabel geführt. Die SuS üben und vertiefen diese Kenntnisse, indem sie versuchen heraus zu finden, ob zwei Raketen miteinander kollidieren werden. Dafür stellen sie Bahngleichungen auf und berechnen die Schnittpunkte und Flugdauern der Raketen.
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Natürliche radioaktive Strahlung in Boden und Luft Ein permanenter Begleiter Stand: Oktober 2018
Radioaktive Strahlung ist in der Umwelt überall anzutreffen - kein Mensch kann sich ihr entziehen, jeder wird von ihr beeinflusst. In diesem Beitrag beschäftigen sich die SuS mit natürlichen Strahlenbelastungen, ihren verschiedenen Ursachen und Wirkungen. Dabei festigen und vertiefen sie ihr Wissen über die Grundlagen der Radioaktivität, beispielsweise Energiedosis, Äquivalentdosis und Aktivität.
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MINT Zirkel - Ausgabe 3, September 2018
Reisen durch die Zeit, Metallschätze der Tiefsee, Uniforme Polyeder, Isotopenverteilung gegen Kunstfälscher, Seltene Helden - ein Blick auf unsere Wildbienen, Perfektes Gleichgewicht dank Auftrieb, Draußen lernt es sich besser!, Der Geröllabhang im Landschaftspark, Ferien im Labor?, Mit allen Sinnen begreifen, Das mobile Physiklabor - neue Unterrichtsideen mit dem Smartphone, Mathematik(er) auf Banknoten - Urbain Le Verrier, Plant for the planet - Fermi-Aufgaben zur Veranschaulichung der CO2-Emissionen, Geographie digital, Selbstreguliertes Lernen im MINT-Unterricht: ein sinnvoller Ansatz?, smile - Smart Environment als Kontext motivierender Lernangebote für Mädchen und junge Frauen, MINT-Präsentationen begeistern!, Wie können Schulen MINT-Projekte finanzieren?, VDI unterstützt technische Bildung an Bildungsinstitutionen
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Von Tönen und Geräuschen in der Physik und der Musik
Ob Kammerkonzert, Hard Rock oder Jazz - Musik spricht die Menschen an. Die SuS untersuchen Signale, Geräusche, Töne und Klänge, lernen die Funktionsweisen von Instrumenten kennen und entdecken dabei die Faszination der Physik. Die methodisch-didaktischen Erläuterungen und Lösungen unterstützen die Lehrkraft bei der Planung, Durchführung und Reflexion des Unterrichts.
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Elastischer Stoß (Word, PDF) Stand: 08/2018
In diesem Beitrag vertiefen die SuS ihre geometrischen Kenntnisse. Es werden die Streuwinkel beim elastischen Stoß untersucht und damit die Kompetenzen in Energieerhaltung und Impulserhaltung angewandt und vertieft. Die Aufgaben werden durch eine fachliche Einführung, ein Kompetenzprofil und Lösungen aufgearbeitet.
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Radioaktive Strahlung
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, radioaktive Strahlung nachzuweisen. Die Schüler vergleichen und bewerten verschiedene Messgeräte in dieser Einheit. Sie nähern sich zudem den typischen Wechselwirkungen von radioaktiver Strahlung mit Materie, also Compton-Effekt, Photoeffekt und Paarbildung. Damit eignet sich diese Einheit ideal für die Abiturvorbereitung und die Wiederholung der Grundlagen der Kernphysik.
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Rund um den radioaktiven Zerfall (Word, PDF) Stand: 08/2018
Mit diesem Übungsmaterial werden die Grundlagen der Kernphysik für den Physikunterricht gelegt. Die SuS wiederholen und festigen Aktivität, Halbwertszeit sowie Abschirmung und wenden ihre Kompetenz dann bei spezielleren und schwierigeren Aufgaben an. Unter anderem nehmen die SuS hierbei die Kalium-Argon-Dotierung unter die Lupe und üben ebenfalls, graphische Darstellungen zu interpretieren und selbst zu erstellen. Lösungen zu den Aufgaben sind enthalten.
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Das Sternbild Einhorn (Word, PDF) Stand: 08/2018
Das Sternbild Einhorn beinhaltet einige Sterne, die uns sehr nahe sind, allerdings äußerst lichtschwach, sodass das Sternbild lange Zeit unbekannt war. Mit den Aufgaben dieses Beitrags für den Physikunterricht wiederholen die SuS die Grundlagen der Astronomie: Sie üben die Einheitenumrechnung von Parsec in Lichtjahre und arbeiten sich kleinschrittig vor, bis hin zu zwei Doppelsternsystemen. Komplizierte Probleme werden in kleinere Aufgaben zerlegt und die Ergebnisse durch Vergleiche mit unserem Sonnensystem reflektiert.
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Teilchenerzeugung Proton-Proton-Stoß (Word, PDF) Stand: 08/2018
Antimaterie ist ein grundsätzlich spannendes Forschungsfeld. In Teilchenbeschleunigern entstehen jeden Tag unbekannte Teilchen und Materie, die sich gegenseitig wieder vernichten. Mit diesen Aufgaben nähern sich die SuS der Bedeutung von Einsteins Relativitätsformel und der daraus resultierenden Entstehung von Materie aus Energie. Es wird ebenfalls geübt, Ergebnisse zu bewerten und zwischen Laborsystem und Schwerpunktsystem zu wechseln. Lösungen zu den Aufgaben sind enthalten.
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