1.2.2 Mit analogen und digitalen Hilfsmitteln Messungen durchführen und auswerten
Unterrichtsmaterial zum Lernziel: Die Maturandinnen und Maturanden können mit analogen und digitalen Hilfsmitteln Messungen durchführen und auswerten.
⚠ Neu versucht die KI ungefähr das Niveau zu ermitteln. Bitte helfen Sie, indem Sie die Gewichtung der Kriterien mitbewerten! Generelles Feedback gern an marc@eduskript.org.
Gaseigenschaften – interaktive Simulation
Eine interaktive Simulation, in der Lernende Gasteilchen in einen Behälter füllen und Volumen, Wärmezufuhr und Schwerkraft variieren. Dabei messen sie Temperatur und Druck und untersuchen quantitativ die Zusammenhänge zwischen Druck, Volumen, Temperatur und Teilchenzahl sowie den Zusammenhang zwischen Temperatur und Teilchengeschwindigkeit. Vorhersage- und Korrelationsaufgaben fördern aktives Experimentieren.
Seifenblasen – didaktische Aspekte und ihr Einsatz im Physikunterricht
Umfassende Staatsprüfungsarbeit, die die Physik und Mathematik hinter Seifenblasen (Oberflächenspannung, Interferenz, Minimalflächen, Laplace-Young-Gleichung) didaktisch aufarbeitet und mit konkreten, einfach realisierbaren Schulexperimenten und Arbeitsblättern verknüpft. Es verbindet Theorie (mit Herleitungen), historische Kontexte, fächerübergreifende Perspektiven und praktische Unterrichtsvorschläge. Vor allem ein wertvolles Nachschlagewerk für Lehrpersonen, mit Materialien (Arbeitsblätter, Versuchsanleitungen), die direkt einsetzbar sind.
Hochwasser modellieren: Denken in Modellen (Projektwoche Gürbetal)
Umfassendes Material einer Projektwoche, in der Schüler:innen mit Vensim Fliess- und Hochwasserprozsse modellieren: von der entleerenden PET-Flasche über Flaschen in Serie bis zum Eichen realer Modelle am Gürbehochwasser 2007/1990 mit echten hydrologischen Daten. Enthalten sind ein ausgearbeitetes Skript mit Experimenten, Modellierungsaufträgen und Präsentationsteil.
Teilchenbeschleuniger-Simulation: Bewegte Ladungen im Magnetfeld und Relativität
Ein instruktionsbasiertes Aufgabenmaterial zur erkundenden Nutzung einer interaktiven Teilchenspur-Simulation. Die Lernenden variieren Teilcheneigenschaften (Ladung, Masse, Geschwindigkeit) und Magnetfeldstärke, um die Kreisbewegung geladener Teilchen zu untersuchen und reale Detektorgrößen zu erklären. Das Material kombiniert explorative Simulation, eine Formelherleitung und eine quantitative relativistische Korrektur der Teilchenbahn.
Energieformen bei harmonischen Schwingungen – Experiment mit Motion-Detektor und Logger Pro
Ausführlich ausgearbeitetes Labor-Experiment zum Federpendel, bei dem Schüler:innen Position und Geschwindigkeit messtechnisch erfassen und daraus kinetische und Federenergie berechnen sowie den Energieerhaltungssatz prüfen. Enthält einleitende Vorhersage-Aufgaben, eine detaillierte Versuchsanleitung zur Bestimmung der Federkonstante, Auswertungsaufgaben und anspruchsvolle Erweiterungen. Didaktisch wertvoll durch die Vorhersage-Überprüfung-Struktur und die reale Messung mit digitalen Hilfsmitteln.
Photoeffekt: Aufgaben mit Lösungen (LEIFIphysik)
Aufgabensatz zum Photoeffekt mit qualitativem Demonstrationsexperiment (Zinkplatte, Elektroskop), Auswertung eines Messwertdiagramms einer Vakuum-Photozelle, Einstein-Gleichung, Austrittsarbeit und Quantenausbeute. Ausführliche, formal korrekte Lösungen mit Begründungen sind enthalten. Klassisches Abituraufgaben-Material mit didaktisch gut aufgebauten Transferaufgaben.
Simulation: Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit (Auto mit Lichtschranken)
Interaktive HTML5-Simulation von Walter Fendt, in der ein Auto mit einstellbarer Anfangsposition und Geschwindigkeit (auch negativ) bewegt wird. Lichtschranken und Digitaluhren erlauben Zeitmessungen, und s-t- sowie v-t-Diagramme werden live dargestellt. Zwei konkrete Aufgaben zum Ablesen aus dem Diagramm und zur Strecken-Zeit-Messung runden das Werkzeug ab.
MILLIKAN-Versuch: Schwebe-Fall-Methode mit Simulation und Auswertung
Ausführlich aufgearbeiteter MILLIKAN-Versuch nach der Schwebe-Fall-Methode mit vollständiger theoretischer Herleitung der Ladungsbestimmungsformel inklusive CUNNINGHAM-Korrektur. Interaktive Simulation zum Aufnehmen von Messwerten sowie zahlreiche Rechenaufgaben und eine strukturierte Auswertungsanleitung mit Datentabelle. Sehr gutes, didaktisch durchdachtes Material für die Oberstufe.
Simulation: Radioaktiver Zerfall und Halbwertszeit
Eine interaktive Simulation zum radioaktiven Zerfallsgesetz: 1000 simulierte Atomkerne zerfallen zufällig, während die tatsächliche Anzahl mit der Vorhersage N = N0·2^(−t/T) im Diagramm verglichen wird. Erläutert werden Halbwertszeit, Überlebenswahrscheinlichkeiten und die grundsätzliche Unvorhersehbarkeit des einzelnen Kernzerfalls.
Experimentelle Zugänge zur Strukturbildung
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Wir fangen mit Forschen an — Fadenpendel und Akustik (Skript SF1)
Ausführliches physics-Handout auf Deutsch für ein Gymnasium-Einführungskurs in Physik, das die wissenschaftliche Methode mit einem Fadenpendel aufbaut und sich dann im akustischen Workshop fortleitet. Reiche Mischung aus Experimenten, geposteten Laborstationen, hervorgehobenen Theorieinformationen und zahlreichen abgestuften Aufgaben (inkl. Wiederholungsaufgaben mit Lösungen im Anhang).
Skript GF2: Licht, Sehen, Abbildungen – Geometrische Optik
Umfangreiches, sorgfältig aufgebautes Skript zur geometrischen Optik (Sehvorgang, Sehwinkel, Schatten, Lochkamera, Spiegel, Linsen, Auge, optische Geräte). Es beginnt anschaulich mit Beobachtungs- und Versuchsaufgaben, führt über Konstruktionen zu Formeln und enthält Übungen mit Lösungen, Zusammenfassung und einen Arbeitsauftrag.
Vertiefungen zur Optik: optische Apparate und Blicke nach oben (Skript S1)
Umfangreiches, aufeinander aufbauendes Skript zur Vertiefung der Optik: Stecknadel-Experimente zu Brechung und Dispersion, Wiki-Aufträge zu optischen Apparaten, Regenbergogen, Mondphasen und Finsternisse, historische Lichtgeschwindigkeitsmessung (Rømer, Foucault/Michelson) als kollaboratives Teameexperiment, sowie Lichtwellen und Farbmischung. Sehr aktivierend mit vielfältigen Aufgaben, die teilweise auf einer Dokuwiki-Plattform mit Lösungen und Simulationen ergänzt werden.
Skript G2: (Fast) überall sind Kräfte im Spiel!
Umfangreiches, sorgfältig aufgebautes Physik-Skript für das zweite Gymnasialjahr zu Trägheitssatz, beschleunigten Bewegungen und Kräften. Es arbeitet mit historischen Dialogen (Aristoteles, Galilei, Newton), vielen Alltagsbeispielen, geleiteten Übungen, Videoanalysen und Lösungen. Didaktisch lebendig mit aktivierendem Aufbau, wobei das vorliegende Fragment nur bis Kapitel 2 reicht.
Skript SE: Wir fangen mit Forschen an – Schnurpendel und elementare Akustik
Umfangreiches, sorgfältig aufgebautes Skript, das die Lernenden die physikalische Erkenntnisgewinnung am Schnurpendel selbst durchspielen lässt: Beobachten, Protokollieren, Messen, Grafik darstellen, Formel aufstellen und testen, danach Anwendungsaufgaben und eine Werkstatt zur Akustik mit Oszilloskop. Didaktisch sehr rund mit Zielen, Lösungen, Repetitionsaufgaben und Alltagsbezügen (Pendeluhr auf dem Mond, Ringturnen, Schallplatte).
Magnetfeld eines geraden stromdurchflossenen Leiters (interaktive Simulation)
Interaktive Simulation zum Magnetfeld eines geraden Leiters: Der Strom kann per Schaltknopf umgekehrt werden, eine Magnetnadel lässt sich frei positionieren, und die konzentrischen Feldlinien samt Rechte-Hand-Regel werden erklärt. Erlaubt selbständiges Erkunden der Richtung des Magnetfelds um einen stromdurchflossenen Leiter.
Atome sehen mit dem Raster-Tunnel-Mikroskop – ETH-Leitprogramm Additum 1
Sehr ausführliche Anleitung für ein reales Schülerexperiment: Mit dem Raster-Tunnel-Mikroskop easyScan werden Graphit- und Goldoberflächen mit atomarer Auflösung aufgenommen. Das Material erklärt Aufbau und Funktionsweise anschaulich (z.B. Schwingungsdämpfung, Reibungsmotor), führt Schritt für Schritt durch Präparation, Messung und Bildinterpretation und enthält Aufgaben mit vollständigen Lösungen.
Rutherfordsches Streuexperiment – interaktive Simulation
Eine interaktive Simulation, mit der Schüler:innen die Ablenkung von Alphateilchen an einem Atomkern (Rutherford-Streuung) erkunden können. Geschwindigkeit, Stoßparameter und Kernladungszahl sind variierbar, Streuwinkel und minimaler Abstand werden angezeigt, und die Bahn als Hyperbel mit Asymptoten wird dargestellt. Der begleitende Text erklärt anschaulich den historischen Versuch von 1911 und die Schlussfolgerung, dass Atome weitgehend 'leer' sind.
Kleinplanetenforschung: Bahnbestimmung des Asteroiden (3) Juno
Authentisches Forschungsprojekt von Gymnasiast:innen am Observatorium Gornergrat: Der Kleinplanet Juno wird über mehrere Nächte beobachtet, und aus den Aufnahmen werden mit professioneller Software (AstroImageJ, Celestial Mechanics/ORBDET) die Bahnelemente bestimmt und mit Referenzwerten inklusive Fehleranalyse verglichen. Enthalten sind Forschungsantrag, Theorieteil zu den Bahnelemente, Messresultate, Fehlerdiskussion sowie Bedienungsnotizen zur Software und echte FITS-Bilddaten.
Interaktiver Hebel: Gleichgewicht und Drehmoment
Interaktives Simulationstool zum Hebelgesetz: Schüler:innen können Gewichtsstücke (je 1,0 N) auf einem Hebel verschieben, entfernen und neu aufhängen und beobachten, wie der Hebel ins Gleichgewicht kommt. Das Drehmoment wird mit Hebelarmen auf farbigen Feldern (je 0,10 m) visuell ablesbar gemacht und rechnerisch ausgewertet.
Kollisionen im Vergleich: Wand oder entgegenkommendes Auto?
Arbeitsblatt mit Lösungen zur Frage, ob ein Autounfall gegen eine Wand oder gegen ein gleichschnell entgegenkommendes Fahrzeug gefährlicher ist. Die Lernenden berechnen kinetische Energien, stellen Energiebilanzen auf und widerlegen mit Energiebetrachtungen eine verbreitete Fehlannahme. Der berufliche Rahmen und der Mythbusters-Bezug machen das Material lebendig.
Interaktive Bildschirmexperimente: Elementarladung mit dem Fadenstrahlrohr
Eine Sammlung interaktiver Bildschirmexperimente der Uni Berlin, in denen Schüler:innen Aufbau und Funktionsweise des Fadenstrahlrohrs erkunden und durch qualitative Vorüberlegungen und quantitative Messungen die Elementarladung selbst bestimmen. Spielerische Exkurse zu verschiedenen Strahlformen ergänzen die Kernexperimente.
IBE Brechungsgesetz an der Halbzylinder-Linse aus Plexiglas
Ein interaktives Bildschirmexperiment (IBE) zum Brechungsgesetz mit einem halbzylinderförmigen Plexiglaskörper, bei dem der Einfallswinkel per Winkelscheibe beliebig verändert werden kann. Die fotografierten Lichtwege aus dem Realexperiment erlauben die Untersuchung der Brechung in beide Richtungen (Luft–Plexiglas und umgekehrt).
Rollende Körper im Rennen: Trägheitsmoment und Energieverteilung
Interaktive Simulation, in der Schüler:innen verschiedene Körper (Zylinder, Kugel, Ring, Scheibe) ein Rennen eine Rampe hinunter rollen lassen. Begleitende Aufgaben führen zur Rolle der Massenverteilung, des Trägheitsmoments und der Aufteilung kinetischer Energie in Translations- und Rotationsanteil, inklusive Frage nach Unabhängigkeit von Masse und Radius.
MILLIKAN-Versuch: Steige-Fall-Methode (LEIFIphysik)
Ausführlich aufbereitete Unterrichtseinheit zum Millikan-Versuch mit Aufbau, vollständiger theoretischer Herleitung der Ladungsbestimmung nach der Steige-Fall-Methode, gestuften Rechenaufgaben und einer Simulation zur Aufnahme eigener Messwerte inklusive Auswertung. Die Materialien kombinieren physikhistorischen Kontext, Formelherleitung und eigenständiges virtuelles Experimentieren.
Animation zur Dipolstrahlung (Hertz'scher Dipol)
Interaktive HTML5-Animation zum Hertz'schen Dipol bzw. Stabdipol, mit Darstellungen von Feldlinien in 2D/3D, E- und H-Vektoren sowie dem Poynting-Vektor. Begleitende Aufgaben leiten an, Richtcharakteristik, Phasenbeziehung und Nah-/Fernfeld-Verhalten des Energiestroms zu beobachten und zu beschreiben.
Gravitationslabor – Newtons Gravitationsgesetz entdecken mit der Simulation
Geführtes Explorations-Worksheet zur Simulation 'Gravitationslabor', in dem Schüler:innen das Newtonsche Gravitationsgesetz selbst erarbeiten: systematische Variation von Massen und Abstand, Tabellen- und Diagrammauswertung, Linearisierung und Bestimmung von G. Als Zusatz für Experten eine doppelt-logarithmische Auftragung zur Bestimmung des Potenzexponenten.
Simulation des Zweikörperproblems (Gravitation)
Ein interaktives Simulationswerkzeug, mit dem Lernende die Bewegung zweier punktförmiger Massen unter Gravitation im Schwerpunktsystem erkunden können. Über Eingabefelder lassen sich Abstand, Massen und Anfangsgeschwindigkeiten variieren; voreingestellte Bahnen (Kreis, Parabel) sowie Ausgabedaten zu Bahndaten, Energie, Drehimpuls und Umlaufdauer ermöglichen systematisches Experimentieren.
Looping-Achterbahn-Simulation
Interaktive Simulation einer rollenden Kugel auf einer Looping-Kreisbahn mit einstellbaren Parametern (Radius, Ausgangshöhe, g, Masse), Darstellung von Geschwindigkeits- und Kraftvektoren sowie Zeitmessung. Sie unterscheidet drei charakteristische Fälle (Schwingung, Abheben, gelungener Überschlag) und erklärt die physikalische Grenzhöhe von 2,5·R qualitativ.
Wasser und Luft in Bewegung: Ausflussgeschwindigkeit und Luftwiderstandskraft
Praktikumsskript für das Schwerpunktfach Physik mit zwei Experimentiersträngen: der Entleerung gelochter PET-Flaschen (inkl. Zwei-Flaschen-Modell als Hochwasser-Simulation) und der Fallbewegung von Papierkegeln in Luft. Die Lernenden messen selbst, werten Daten in Diagrammen aus, entwickeln die Formel für die Luftwiderstandskraft und bauen mit Vensim eigene Simulationsmodelle. Zahlreiche anspruchsvolle Aufgaben ohne Musterlösungen.
Praktikum GYM4 (PAM): Fliessprozesse modellieren
Praktikumsanleitung zur Modellierung hydrologischer Fliessprozesse: Entleerungsfunktionen von Gefässen werden mit Drucksensor und LoggerPro gemessen, mit der Simulationssoftware Vensim modelliert und schliesslich für ein 2-Gefässe-System vorhergesagt und validiert. Der Auftrag verbindet Experiment, Datenanalyse und Systemmodellierung zu einem durchgängigen forschenden Lernzyklus mit Versuchsbericht.
Praktikum: Fallbeschleunigung des Superballs
Praktikumsblatt, in dem Schüler:innen mit Superball und Handstoppuhr die Fallbeschleunigung g bestimmen. Durch mehrfaches Hüpfen des Balles wird die Messzeit verlängert und der relative Messfehler verkleinert; die zugehörige Theorie wird schrittweise hergeleitet. Die Anwendung absoluter und relativer Messfehler steht zentral im Vordergrund.
Skript SF2: Mechanik – Kinematik und Dynamik (Reibung, Impuls, Kreisbewegung)
Umfangreiches Schwerpunktfach-Skript zu Bewegung mit Reibung, Impuls und Impulserhaltung, Kraftstoss, Raketenantrieb und Kreisbewegung von Fahrzeugen. Es kombiniert formale Herleitungen mit zahlreichen Übungen, Experimenten (Luftkissenbahn, Papierkegel, Kraftplatte) und Alltagsbezügen wie Curling, Hornussen, Velofahren und Autobahnfahren. Lösungen und eine Zusammenfassung sind vorgesehen, der Zugang ist teilweise forschend (Formeln lesen und deuten statt nur anwenden).
Skript SE: Wir fangen mit dem Forschen an – Schnurpendel und elementare Akustik
Umfangreiches Skript, das Lernende den Forschungsprozess am Schnurpendel selbst erleben lässt: Beobachten, Protokollieren, Messreihen, grafische Darstellung und Herleitung der Pendelformel. Anschliessend wird die Akustik als schnelle Schwingungen mit Oszilloskop-Experimenten und Texten in einer Lernwerkstatt erarbeitet. Enthält viele abwechslungsreiche Aufgaben (u.a. zum Sekundenpendel, Pendeluhr auf dem Mond) sowie Lösungen im Anhang.
Wasser und Luft, Teil 2: Wasser und Luft in Bewegung – Ausflussgeschwindigkeit, Form des Wasserstrahls
Praxisorientiertes SF-Skript mit geführten Experimenten zur Entleerung von PET-Flaschen, datenbasierter Bestimmung des Ausflussverhaltens und Simulation mit Vensim. Darauf aufbauend wird der schiefe Wurf (Wasserstrahl, Basketball, Kugelstossen) experimentell und rechnerisch erarbeitet. Enthält viele gestufte Aufgaben mit Anwendungsbezug (z.B. Hochwassersimulation), aber keine ausgearbeiteten Lösungen.
Simulation: Fahrbahn mit konstanter Beschleunigung
Ein interaktiver Simulator für die Bewegung mit konstanter Beschleunigung auf einer Luftkissen- bzw. Rollenfahrbahn. Lernende variieren Massen und Reibung, messen Zeit-Weg-Werte mit Lichtschranke und Stoppuhr, tragen Messreihen in ein Diagramm ein und prüfen sie gegen die newtonsche Formel. Damit können Messreihen systematisch aufgenommen und ausgewertet werden wie im realen Experiment.
Simulation Fadenpendel: Schwingungsdauer T(l, g) untersuchen
Interaktive Arbeitsblatt-Simulation zum Fadenpendel: Mit Schiebereglern werden Anfangsauslenkung, Masse, Fadenlänge und Ortsfaktor variiert und die Schwingungsdauer beobachtet. Systematische Teilversuche führen über Wertetabellen und Diagramme zur Formel T = 2π√(l/g).
Simulation: Induktionsspannung bei veränderlichem Flächeninhalt einer Leiterschleife
Interaktive, didaktisch durchdachte Lerneinheit zur elektromagnetischen Induktion: Mit einer Simulation werden drei Teilversuche zur Abhängigkeit der Induktionsspannung von der Änderungsrate der Flächeninhalts, von der magnetischen Flussdichte und vom Winkel zwischen Feld und Leiterschleife durchgeführt. Wertetabellen und Diagramme führen schrittweise zum Induktionsgesetz U_i = -B·ΔA/Δt·cos(φ).
Autoscooter-Kollisionen: Impuls- und Energieerhaltung mit einer Simulation erkunden
Ein simulationsgestütztes Arbeitsblatt zum elastischen und unelastischen Stoß: Lernende untersuchen mit Autoscooter-Kollisionen, welche Grössen (Impuls) erhalten bleiben, und analysieren Kraft-Zeit-Diagramme. Enthält konkrete Messaufgaben mit Tabellen sowie weiterführende Verständnisfragen.
Würfelmodell des radioaktiven Zerfalls
Lernende simulieren den radioaktiven Zerfall mit ca. 50 Würfeln, erstellen ein Diagramm und vergleichen es mit der exponentiellen Abnahme. Anschliessend wird die Halbwertszeit formal als Exponentialfunktion hergeleitet und im Modell quantifiziert. Das Material verbindet ein einfaches Hands-on-Experiment anschaulich mit mathematischer Beschreibung, enthält aber nur eine offene Aufgabe ohne Musterlösung.
Kirchner-Versuch: Bestimmung der spezifischen Elektronenladung e/m
Anspruchsvolle Abituraufgabe zum Kirchner-Versuch (Beschleunigung von Elektronen, Hochfrequenz-Kondensatoren, Flugzeitmethode) mit vollständiger ausgearbeiteter Lösung auf LEIFIphysik. Die Aufgaben verlangen Herleitungen, Diagrammablesung, begründete Entscheidungen und einen Vergleichsexperiment-Vorschlag (Lorentzkraft/Wien-Filter). Didaktisch solide und prüfungsnah, aber ohne anschaulichen Einstieg oder spielerische Elemente.
Bestimmung der Lichtgeschwindigkeit in Plexiglas mithilfe eines Laserentfernungsmessers
Aufgabenblatt zu einem Experimentvideo: Lichtgeschwindigkeit in Plexiglas wird mit einem Laserentfernungsmesser indirekt bestimmt. Die Musterlösung führt Schritt für Schritt durch das geschickte Umkehren des Messprinzips (der LEM rechnet mit falscher Geschwindigkeit). Enthält Versuchsaufbau-Anleitung, vollständige Musterlösung mit Formeln und kreative Teilaufgaben (vertonen, eigenes Erklärvideo).
Interaktive Bildschirmexperimente zum Franck-Hertz-Versuch
Sammlung interaktiver Bildschirmexperimente (Universität Berlin), mit denen Lernende den Franck-Hertz-Versuch mit Quecksilber und Neon virtuell durchführen und auswerten können. Es handelt sich um ein Werkzeug zum selbständigen Erkunden des Experiments, ohne erklärenden Text auf dieser Seite.
Virtueller Brechungs-Experimentsatz: Lichtbrechung an einer Halbkreisscheibe
Ein interaktives virtuelles Experiment, bei dem die Winkelscheibe mit einer halbkreisförmigen Platte per Maus gedreht und die Brechung eines Lichtstrahls beobachtet wird. Anhand einer Messwerttabelle berechnen die Lernenden sin(α)/sin(β), bilden den Mittelwert des Brechungsindex und identifizieren das Material der Platte über eine Vergleichstabelle. Ein durchdachtes Selbstentdeckungs-Setup zur Brechung, allerdings mit Typos und ohne vertiefende Erklärung des Brechungsgesetzes im Text.
Zentripetalbeschleunigung mit phyphox messen
Anleitung für ein Smartphone-Experiment mit phyphox, bei dem die Zentripetalbeschleunigung auf einer rotierenden Schiene (alternativ: Salatschleuder, Spielplatz-Karussell) gemessen und der Zusammenhang a = ω²·r quantitativ herausgearbeitet wird. Die Auswertung wird doppelt gezeigt: direkt in der App mit Ausgleichsgeraden sowie exportiert in einer Tabellenkalkulation. Der Alltagsbezug und die Freihand-Versuchsvarianten machen das Material lebendig und motivierend.
Millikan-Versuch: Schwebe-Fall-Methode mit Simulation
Ausführlich aufbereiteter Millikan-Versuch (LEIFIphysik) mit klarer Herleitung der Theorie der Schwebe-Fall-Methode: Kräftegleichgewichte, Stokes-Reibung und Ladungsformel werden schrittweise entwickelt, begleitet von Rechenaufgaben. Schüler:innen nehmen in einer Simulation selbst Messwerte auf, werten sie tabellarisch und grafisch aus und bestimmen so die Elementarladung.
Der MILLIKAN-Versuch: Steige-Sink-Methode mit Simulation
Ausführlich aufgebautes LEIFIphysik-Material zum MILLIKAN-Versuch, das Versuchsaufbau, vollständige theoretische Herleitung (Kräftegleichgewichte, STOKES-Reibung) und eine konkrete Durchführungsanleitung mit Auswertung kombiniert. Eine begleitende Simulation erlaubt selbständiges Aufnehmen von Messwerten, eingebaute Aufgaben reichen von kurzen Berechnungen bis zur vollständigen Herleitung der Formel für die Tröpfchenladung. Der historische Kontext und die Möglichkeit, mit 'echten' Messdaten zu arbeiten, machen das Material über Routineunterricht hinaus ansprechend.
Simulation: Wurfbewegung beim Bogenschuss
Interaktive Simulation zum schiefen Wurf, in der Schüler:innen per Schiebereglern (Position, Entfernung, Abschussgeschwindigkeit, Winkel) die Flugbahn eines Pfeils steuern und Diagramme auswerten. Die Aufgaben führen vom spielerischen Ausprobieren (optimaler Winkel, Treffsicherheit) zur quantitativen Ablesung von Flugzeit, Geschwindigkeiten und maximaler Höhe.
Scheinbares Gewicht im Aufzug – interaktive Simulation mit Aufgaben
Interaktive Simulation einer Aufzugfahrt mit eingebauter Waage, Kraftpfeilen und v-t-Diagramm, begleitet von strukturierten Aufgaben zum Zusammenhang zwischen Beschleunigung, Normalkraft und scheinbarem Gewicht. Der alltägliche Aufzug-Einstieg und die explorative Simulation machen Newtons Axiome erlebbar. Die Aufgaben sind teilweise ohne Lösungen und Rechnungen nur angedeutet, daher leicht unter dem Spitzenband.
Fallschirmsprung mit Luftreibung – Simulation mit der Tabellenkalkulation
Material zum Fallschirmsprung mit geschwindigkeitsabhängiger Luftreibung: Die Newton'sche Strömungswiderstandskraft wird formal hergeleitet, und Schüler:innen simulieren den Sprung mit einer Tabellenkalkulation nach der Methode der kleinen Schritte. Die Aufgaben führen zur Ermittlung der Endgeschwindigkeiten mit geschlossenem und geöffnetem Schirm sowie zum Vergleich mit dem reibungsfreien Fall.