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30 Lektionen · Klasse 6 bis 13

Physik: Lektionen zum Nachlernen

Stromkreis, Kräfte, Energie, Felder und Atomphysik: Physik-Lektionen mit Formeln, Einheiten und durchgerechneten Aufgaben.

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Physik lernen

Physik beschreibt Natur mit Größen, Einheiten und Formeln. Jede Lektion erklärt zuerst das Phänomen, dann die Formel und rechnet anschließend Aufgaben vollständig durch: gegeben, gesucht, Formel, Einsetzen mit Einheiten, Ergebnis mit sinnvoller Rundung.

Alle Zahlenbeispiele haben wir per Skript nachgerechnet. Naturkonstanten verwenden wir mit den Werten, die in Schulbüchern und Formelsammlungen üblich sind, etwa g = 9,81 N/kg oder c = 3,00 · 10⁸ m/s, und geben an, wenn gerundet wird.

Viele Fehler in Physikarbeiten sind keine Denkfehler, sondern Einheitenfehler. Deshalb steht in fast jeder Lektion ein Abschnitt zu typischen Fehlern, etwa km/h und m/s verwechseln oder Gramm statt Kilogramm einsetzen.

Physik Klasse 6

Der einfache Stromkreis: Leiter und IsolatorenDu lernst, wie ein geschlossener Stromkreis aufgebaut ist, liest Schaltpläne mit Schaltzeichen und unterscheidest Leiter von Isolatoren.Aggregatzustände und TeilchenmodellDu erklärst mit dem Teilchenmodell, warum Stoffe fest, flüssig oder gasförmig sind, und benennst die Übergänge wie Schmelzen, Verdampfen und Kondensieren.Licht und SchattenDu lernst, wie sich Licht ausbreitet, wie Schatten entstehen und warum es Kern- und Halbschatten sowie Mondphasen und Finsternisse gibt.Magnetismus: Pole, Feldlinien und KompassDu lernst die Eigenschaften von Magneten kennen, erklärst Anziehung und Abstoßung der Pole und verstehst, warum ein Kompass nach Norden zeigt.

Physik Klasse 7

Geschwindigkeit berechnenDu berechnest Geschwindigkeit, Weg und Zeit mit v = s : t und rechnest zwischen m/s und km/h um.Dichte: Masse pro VolumenDu berechnest die Dichte mit ρ = m : V, bestimmst Stoffe über ihre Dichte und erklärst, warum Dinge schwimmen oder sinken.Masse und GewichtskraftDu unterscheidest Masse und Gewichtskraft, berechnest die Gewichtskraft mit F = m · g und vergleichst sie auf Erde und Mond.Reflexion und Brechung des LichtsDu wendest das Reflexionsgesetz an, erklärst Bilder im Spiegel und beschreibst, wie Licht beim Übergang zwischen Luft, Wasser und Glas gebrochen wird.

Physik Klasse 8

Kräfte und das Hookesche GesetzDu lernst, was Kräfte bewirken, stellst sie als Pfeile dar, addierst sie und berechnest die Verlängerung einer Feder mit F = D · s.Hebel und HebelgesetzDu lernst ein- und zweiseitige Hebel kennen und berechnest mit dem Hebelgesetz Kraft und Hebelarm.Arbeit, Energie und LeistungDu berechnest mechanische Arbeit, Hubarbeit und Leistung und verstehst den Zusammenhang zwischen Arbeit und Energie.Druck in Festkörpern, Flüssigkeiten und GasenDu berechnest Druck mit p = F : A, erklärst den Schweredruck im Wasser und den Luftdruck und rechnest mit Pascal und bar.

Physik Klasse 9

Stromstärke, Spannung, Widerstand und das Ohmsche GesetzDu lernst die elektrischen Grundgrößen kennen, misst sie richtig und rechnest mit dem Ohmschen Gesetz U = R · I.Reihenschaltung und ParallelschaltungDu berechnest Stromstärke, Spannung und Gesamtwiderstand in Reihen- und Parallelschaltungen und erklärst, warum im Haushalt parallel geschaltet wird.Elektrische Leistung, Energie und StromkostenDu berechnest die Leistung von Geräten mit P = U · I, die elektrische Energie in Kilowattstunden und die Stromkosten.Wärme, Temperatur und spezifische WärmekapazitätDu unterscheidest Temperatur und Wärme, berechnest mit Q = c · m · ΔT, wie viel Energie zum Erwärmen nötig ist, und lernst die Arten der Wärmeübertragung kennen.

Physik Klasse 10

Gleichmäßig beschleunigte Bewegung und freier FallDu rechnest mit Beschleunigung, Geschwindigkeit und Weg bei gleichmäßig beschleunigten Bewegungen und beim freien Fall.Die drei Newtonschen GesetzeDu lernst Trägheitsprinzip, Grundgleichung der Mechanik F = m · a und das Wechselwirkungsprinzip kennen und wendest sie auf Alltagssituationen an.Energieerhaltung: Lageenergie und BewegungsenergieDu berechnest Lageenergie und Bewegungsenergie und nutzt den Energieerhaltungssatz, um Geschwindigkeiten und Höhen zu bestimmen.Radioaktivität und HalbwertszeitDu lernst Alpha-, Beta- und Gammastrahlung kennen, berechnest radioaktiven Zerfall mit der Halbwertszeit und erfährst, wie die Radiokarbonmethode funktioniert.

Physik Klasse 11

Impuls und ImpulserhaltungDu berechnest den Impuls p = m · v, wendest den Impulserhaltungssatz auf Stöße an und unterscheidest elastische und unelastische Stöße.Kreisbewegung und ZentripetalkraftDu beschreibst gleichförmige Kreisbewegungen mit Umlaufdauer, Bahngeschwindigkeit und Winkelgeschwindigkeit und berechnest die Zentripetalkraft.Gravitation und PlanetenbewegungDu berechnest Gravitationskräfte mit Newtons Gravitationsgesetz, verstehst die Keplerschen Gesetze und berechnest die Geschwindigkeit von Satelliten.

Physik Klasse 12

Elektrisches Feld und KondensatorDu lernst die elektrische Feldstärke kennen, beschreibst das Feld im Plattenkondensator und berechnest Kapazität, Ladung und gespeicherte Energie.Magnetfeld und LorentzkraftDu beschreibst Magnetfelder von Strömen, berechnest die Lorentzkraft auf bewegte Ladungen und Leiter und bestimmst ihre Richtung mit der Drei-Finger-Regel.Elektromagnetische InduktionDu erklärst, wie durch Änderung des magnetischen Flusses Spannung entsteht, wendest das Induktionsgesetz und die Lenzsche Regel an und verstehst Generator und Transformator.

Physik Klasse 13

Mechanische Schwingungen: Feder- und FadenpendelDu beschreibst harmonische Schwingungen mit Amplitude, Periodendauer und Frequenz und berechnest die Schwingungsdauer von Feder- und Fadenpendel.Wellen, Interferenz und das DoppelspaltexperimentDu beschreibst Wellen mit Wellenlänge, Frequenz und Ausbreitungsgeschwindigkeit, erklärst Interferenz und berechnest Maxima beim Doppelspalt und Gitter.Der Photoeffekt und das PhotonDu erklärst den Photoeffekt mit dem Photonenmodell, berechnest Photonenenergien mit E = h · f und die Energie herausgelöster Elektronen.Atommodelle und Energieniveaus: von Rutherford bis BohrDu verfolgst die Entwicklung der Atommodelle, berechnest Energieniveaus des Wasserstoffatoms und erklärst die Entstehung von Spektrallinien.

Werkzeuge für Physik

ÜbungsgeneratorDreisatz üben: proportional und antiproportionalTextaufgaben zum proportionalen und antiproportionalen Dreisatz mit Tabelle und Schluss auf die Einheit, dazu ein Rechner für eigene Werte.ÜbungsgeneratorSatz des Pythagoras üben: Hypotenuse und Kathete berechnenAufgaben zu Hypotenuse und Katheten, in Stufe 3 als Sachaufgaben, mit Skizze im Kopf und Lösungsweg, dazu ein Rechner für eigene Werte.ÜbungsgeneratorEinheiten umrechnen üben: Länge, Masse, Fläche, Volumen, ZeitUmrechnungsaufgaben zu Länge, Masse, Fläche, Volumen und Zeit mit Umrechnungszahl im Lösungsweg und Rechner für eigene Werte.

Fachbegriffe Physik

Geschwindigkeit

Die Geschwindigkeit gibt an, welche Strecke ein Körper in einer bestimmten Zeit zurücklegt: v = s : t.

Dichte

Die Dichte ist das Verhältnis von Masse zu Volumen eines Stoffes: ρ = m : V.

Kraft

Eine Kraft kann einen Körper verformen oder seinen Bewegungszustand ändern; ihre Einheit ist das Newton (N).

Energie

Energie ist die Fähigkeit, Arbeit zu verrichten, Wärme abzugeben oder Licht auszusenden; ihre Einheit ist das Joule (J).

Elektrischer Widerstand

Der elektrische Widerstand gibt an, wie stark ein Bauteil den Stromfluss hemmt: R = U : I, Einheit Ohm (Ω).

Halbwertszeit

Die Halbwertszeit ist die Zeit, nach der die Hälfte der Atomkerne eines radioaktiven Stoffes zerfallen ist.

Induktion

Elektromagnetische Induktion ist das Entstehen einer Spannung in einem Leiter, wenn sich das Magnetfeld durch ihn ändert.

Lehrplan-Hinweis

Physik beginnt je nach Land in Klasse 5, 6 oder 7, oft zunächst im Verbund mit Biologie und Chemie als Naturwissenschaften. Elektrizitätslehre, Mechanik und Optik werden in unterschiedlicher Reihenfolge unterrichtet.

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