Die Schüler vertiefen und erweitern ihre Kenntnisse aus der Mechanik.Während
im vorangegangenen Physikunterricht die Erkenntnisse weitgehend durch Auswertung
von Beobachtungen und Experimenten gewonnen wurden, steht jetzt die mathematische
Durchdringung als wichtiges Element der Auswertung und Theoriebildung im Vordergrund.
Dabei kommt dem deduktiven Ableiten eine große Bedeutung zu. Die Schüler
werden befähigt, auch umfangreichere Herleitungen zu verstehen, nachzuvollziehen
und an einfachen Beispielen selbständig auszuführen.
Die Experimente finden im stärkeren Maße zum Überprüfen
von Hypothesen und Prognosen Einsatz. In Form von Schülerexperimenten und
Praktikumsexperimenten dienen sie gleichzeitig der Vervollkommnung der experimentellen
Fähigkeiten und Fertigkeiten. Dabei werden dem Messprozess und den Messfehlern
besondere Aufmerksamkeit geschenkt.
Die Gesetze der gleichmäßig beschleunigten Bewegung mit beliebigen
Anfangsbedingungen werden hergeleitet und auf den Wurf angewandt.
Im Mittelpunkt der Dynamik des Massenpunktes stehen die Newton’schen Gesetze.
Als weitere grundlegende und über das Stoffgebiet Mechanik hinaus bedeutsame
physikalische Größen werden die Arbeit und die Energie vertieft sowie
der Impuls eingeführt.
Am Beispiel der mechanischen Energie und des Impulses lernen die Schüler
das Anwenden von Erhaltungssätzen zum Lösen vielfältiger Aufgaben
und zum Erklären von Sachverhalten kennen. Bei der Formulierung der Gesetze
der Kreisbewegung und der Rotation starrer Körper werden ihnen die Analogien
zur Mechanik der geradlinigen Bewegung bewusst gemacht.
Bei der Behandlung der Gravitation erkennen die Schüler, wie durch das
Auswerten empirischer Daten physikalische Gesetze gewonnen werden und diese
bei der Erklärung von Erscheinungen und Vorausberechnung von Ereignissen
Anwendung finden können.
Die Untersuchung der mechanischen Schwingungen und mechanischen Wellen dient
einerseits der Vertiefung grundlegender Begriffe und Gesetze der Mechanik und
andererseits der Schaffung von Grundlagen für die Elektrizitätslehre,
Optik und Atomphysik.
Durch historische Betrachtungen erhalten die Schüler einen Einblick in
die Entdeckung physikalischer Gesetze sowie deren technische Anwendung. Dabei
werden
Leistungen großer Physiker gewürdigt.
Inhalt |
Hinweis |
Links |
Modell Massenpunkt
Gleichförmige Bewegung
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 Physik
6, Lernbereich Mechanik
Physik 9, Lernbereich Mechanik
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Bezugssysteme
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Ungleichförmige Bewegung
Momentan- und Durchschnittsgeschwindigkeit
Beschleunigung
Geschwindigkeit und Beschleunigung als Vektoren
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Gleichmäßig beschleunigte Bewegung
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Gewinnen des Weg-Zeit-Gesetzes durch grafische Integration
Interpretation der Terme
Nutzung moderner Messverfahren in Experimenten |
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Würdigung G. Galileis |
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Überlagerung von Bewegungen
Superpositionsprinzip
Vektorielle Addition und Zerlegung
von Geschwindigkeiten
Vertikaler und horizontaler und schräger
Wurf
Wurfparabel
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Berechnungen ohne Luftwiderstand
Computersimulation von Wurfbahnen |
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Inhalt |
Hinweis |
Links |
Bewegung eines Massenpunktes auf einer Kreisbahn
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Gleichförmige Kreisbewegung als beschleunigte Bewegung |
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Radialbeschleunigung
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Radialkraft
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Radialkraft als Kraft, die zur Aufrechterhaltung einer Kreisbewegung
erforderlich ist und keine Arbeit verrichtet
Kurvenneigung bei
Verkehrswegen,
Loopingbahn
Kräfte bei rotierenden Maschinenteilen |
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Zentrifugalkraft |
Zentrifugalkraft als Kraft, die ein mitbewegter Beobachter wahrnimmt |
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Z Zentrifuge |
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Modell starrer Körper
Trägheitsmoment |
Nutzen der Gleichungen für Trägheitsmomente von Kugel
und Zylinder ohne Herleitung |
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Trägheitsmoment
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Analogien zwischen der Translations- und Rotationsbewegung |
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Drehmoment
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Rollender Körper auf geneigter Ebene
SE
Rotation |
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Grundgesetz der Rotation
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Rotationsenergie |
Analogien zwischen Gleichungen für die Translations- und
Rotationsbewegung |
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Drehimpuls |
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Z Erhaltung des Drehimpulses beim Kreisel |
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