Bayern/ Gymnasium G8/ Physik/ Klasse 10/ Stoffverteilungsplan

Günter Rasch vom Ernst-Mach-Gymnasium Haar hat Arbeitsblätter und Prüfungsaufgaben für diese Jahrgangstufe veröffentlicht.

Geozentrisches und heliozentrisches Weltbild

• Geozentrisch: Erde steht im Mittelpunkt
• Heliozentrisch: Sonne steht im Mittelpunkt

Hier geht es um die historische Entwicklung der Astronomie von der Frühzeit bis Kepler.

• Babylonier (ca. 1000 v.Chr.) Kalender, Berechnungen von Himmelsbewegungen
• Aristoteles (384-322 v.Chr.)
• Aristarchos (ca. 310-230 v.Chr.) Heliozentrisches Weltbild
• Eratosthenes (ca. 276-194 v.Chr.) bestimmt Erdumfang
• Hipparchos (ca. 190-120 v.Chr.) bestimmt Abstand Erde - Mond (30 Erddurchmesser)
• Claudius Ptolemäus (ca. 100-175 n.Chr.) Geozentrisches Weltbild - lange Zeit als gültig angesehen.
• Nikolaus Kopernikus (1473-1543) Wiederentdeckung des heliozentrischen Weltbilds.
• Galileo Galilei (1564-1642)
• Tycho Brahe (1546-1601) Sternwarte für genaue Messungen
• Johannes Kepler (1571-1630) Die Keplerschen Gesetze sind drei Gesetze der Planetenbewegung:
  1. Umlaufbahnen sind Ellipsen, wobei das Schwerezentrum in einem Brennpunkt liegt.
  2. In gleichen Zeiten überstreicht die Verbindungslinie zwischen Schwerezentrum und Planet gleiche Flächen.
  3. Die Quadrate der Umlaufzeiten zweier Planeten verhalten sich wie die dritten Potenzen der großen Halbachsen.

Überleitung zu Isaac Newton (164§-1727)

Der Weg Newtons zur Gravitationskraft:

• Erdbeschleunigung und Erdradius ist bekannt
• Beschleunigung des Mondes aus Radius der Mondbahn und Umlaufzeit bestimmen.
• Das Verhältnis der Beschleunigungen ist der Kehrwert des Verhältnis der quadrierten Radien.
• => Gravitationsbeschleunigung ist umgekehrt proportional zur Entfernung

Folgerungen:

• Newton kann damit die Keplerschen Gesetze erklären.
• Für kleine Radien ergeben sich hohe Gravitationsbeschleunigungen => Neutronenstern, Schwarzes Loch

Materalien von Leifi Physik zu

• Astronomischen Weltbildern
• Kosmologie

Die newtonschen Gesetze.

• Das erste newtonsche Gesetz formuliert das Trägheitsprinzip: Wenn keine Kräfte einwirken bleibt ein Körper in Ruhe oder bewegt sich gleichförmig weiter.
• Das zweite newtonsche Gesetz nennt das Aktionsprinzip: Kraft = Masse mal Beschleunigung (F = m·a)
• Das dritte newtonsche Gesetz, das Reaktionsprinzip, besagt, dass zu einer Kraft immer eine gleich große, entgegesetzt wirkende Kraft gibt.

Zu diesem Thema gibt es bei Leifi Physik Materialien. Möglicheweise sind auch einige der Materialien für die ehemalige 11. Klasse des G9 hier geeignet.

Aufgaben zu den newtonschen Gesetzen findet man unter Physik → Mechanik bei SMART.

Das Leben und die Entdeckungen Newtons werden erzählt in der Geschichte "Wenn ich weiter gesehen habe, so deshalb, weil ich auf den Schultern von Riesen stehe." Diese findet man in dem Buch von Thomas Bühle, "Sternstunden der Physik - Von Galilei bis Heisenberg", C.H. Beck Verlag, ISBN 978 3 406 57773 4.

Materalien von Leifi Physik zu

• Lineare Bewegungen
• Impuls
• Zweidimensionale Bewegung
• Harmonische Schwingung
• Gravitationsgesetz
• Relativitätstheorie

Beispielschulaufgaben

• bei Leifi-Physik
• von Klaus Wierzioch

Materalien von Leifi Physik zu

• Wellenphänomenen
• Lichtwellen
• Quantenphysik

Heute verfügen die meisten Computer über eine eingebaute Soundkarte, an die man ein Mikrofon anschließen kann oder die mit einem eingebauten Mikrofon verbunden ist. Mit einer geeigneten Software kann die Rechner wie ein Oszilloskop verwenden, an das ein Mikrofon angeschlossen ist. Ein vierzehnjähriger Schüler hat mit einem selbstgeschriebenen Programm demonstriert, dass das sogar mit Rechnern aus den 90er-Jahren des vorigen Jahrhunderts funktioniert, es gibt aber auch verschiedene Software, die man aus dem Internet herunterladen kann. Damit besteht prinzipiell die Möglichkeit, dass interessierte Schülerinnen und Schüler viele Experimente mit Bezug zu Schallwellen mit ihnen selbst zur Verfügung stehenden Mitteln durchführen können. Bei Interesse an genaueren Informationen dazu kann man Fragen in der Diskussionsseite eintragen oder sich an den Betreiber des SchulbuchWikis wenden.

• Das Überlagern zweier Folien mit Kreiswellen als Animation.
• Ein Applet, das die Wellenbilder von Wellen zeigt, die von einem oder zwei Erregern ausgehen. Die Position der Erreger kann man mit der Maus verschieben.
• Ein Programm der Universität Colorado, das direkt aus dem Browser heraus heruntergeladen und gestartet wird. Umfangreich mit vielen Einstelllmöglichkeiten.

• Beispielschulaufgaben bei Leifi-Physik.