1.2.3 Mit Grössen, Einheiten und Messunsicherheiten umgehen und Grössenordnungen abschätzen
Unterrichtsmaterial zum Lernziel: Die Maturandinnen und Maturanden können mit Grössen, Einheiten und Messunsicherheiten umgehen und Grössenordnungen abschätzen.
⚠ 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.
NWM-Kurs Strahlung: Skript mit Fallstudien «Von der Beobachtung zur Erkenntnis»
Ein vollständig ausgearbeitetes Kursskript zum Thema Strahlung, das historische Erkenntniswege (Rømer, Huygens, Young), Demonstrationsexperimente (Wellenwanne, Doppelspalt, Fotoeffekt) und Radioaktivität mit statistischen Methoden verbindet. Den Abschluss bilden selbständige Fallstudien in Teams (Radon im Keller, C-14-Altersbestimmung, Handystrahlung, Rutherford-Versuch) mit Präsentation und detaillierten Bewertungsrastern; Lösungen liegen bei. Das Material verbindet anschauliche, historisch erzählte Einführung mit eigenständigem, realweltlich verankertem Forschen der Lernenden.
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.
Adrenalin-Jump über die Beikbach-Klamm – Waagerechter Wurf
Aufgabensammlung mit vollständigen Lösungen zum waagerechten Wurf, eingebettet in eine augenzwinkernde Rahmenstory über einen Mountainbike-Sprung über eine Klamm. Die Aufgaben decken Wurfzeit, Absprunggeschwindigkeit, Bahnkurve, Auftreffgeschwindigkeit und Auftreffwinkel ab; die Lösungen sind sorgfältig, schrittweise und mit Kontrollergebnissen aufgebaut.
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.
Die Raketengleichung von Ziolkowski – Herleitung und Integration
Ausführliche physikalische Herleitung der Bewegungsgleichung einer Rakete aus dem Wechselwirkungsprinzip, inklusive Integration zu Brennschlussgeschwindigkeit und Höhe. Die Herleitung wird Schritt für Schritt mit vollständigen Umformungen und Substitutionen dargestellt und durch t-a-, t-v- und t-h-Diagramme ergänzt. Ausdrücklich als Expertenmaterial für besonders interessierte Schüler:innen über den verbindlichen Stoff hinaus konzipiert.
Skript GF4: Materie, Wärme, Energie – Wärmelehre und der Energiesatz
Umfangreiches, ausgearbeitetes Unterrichtsskript zur Wärmelehre für das Grundlagenfach Physik: von der historischen Atomismus-Debatte (Aristoteles vs. Demokrit, Brownsche Bewegung, Ölfleckversuch) über Aggregatzustände, thermische Ausdehnung und Dichte bis zum Energieerhaltungssatz, Wirkungsgrad und Stromkosten. Enthält viele Rechenaufgaben mit Lösungen, Experimenten und einer Zusammenfassung.
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).
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 G1: Licht, Sehen, Abbildungen – Geometrische Optik
Umfangreiches, sorgfältig didaktisiertes Unterrichtsskript zur geometrischen Optik (Lichtstrahlen, Sehwinkel, Schatten, Spiegel, Linsen, Auge, Mikroskop). Es beginnt mit eigener Beobachtung optischer Phänomene im Schulhaus, führt vom Phänomen zum Modell und bietet durchgehend aktivierende Aufgaben, praktische Untersuchungen und Lösungen. Die Aufgaben sind erstaunlich originell und mit echtem Bezug zur Lebenswelt der Schüler:innen (Schulhausfotos, Ping-Pong-Tisch, Daumensprung, Sonnentaler, camera obscura).
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).
Skript SE Kapitel 3: Töne – Lern-Werkstatt Akustik
Werkstattartiges Skript zur elementaren Akustik mit Posten-Experimenten (Stimmgabeln am Oszillographen, selbstgebautes Schallplatten-Abspielgerät, Richtungshören, Hörschwellen), Rechenaufgaben (Periode/Frequenz, Wellenformel, Gewitterdistanz, Echolot) und begleitenden Lesetexten zu Stimme, Hörbereich und Echotechnik. Die Lernenden arbeiten in Teams, protokollieren und setzen auch Smartphone-Apps wie phyphox ein.
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.
Problems for the 26th IYPT 2013
Die 17 offenen Problemstellungen der Physik-Olympiade (IYPT 2013) fordern zu eigenständiger experimenteller Untersuchung, Modellbildung und Optimierung auf. Es handelt sich um reine Aufgabenlisten ohne Erklärungen oder Lösungen – hochwertiges Rohmaterial für forschendes Lernen. Geeignet für Schwerpunktfach, Olympiade-Vorbereitung oder Maturaarbeiten.
Bungee-Sprung von der 94-m hohen Benni-Raich Brücke in Tirol (Teil 1: Kräfte und Beschleunigung)
Vier-teilige Aufgabenserie zum Bungee-Sprung von einer realen Brücke: Im ersten Teil werden die wirkenden Kräfte (Gewichts- und Federkraft nach Hooke) und die daraus resultierende Beschleunigung qualitativ und quantitativ analysiert. Anschaulicher Einstieg mit Video, saubere Tabellen- und Diagrammarbeit und eine vollständige Musterlösung machen das Material gut im Unterricht einsetzbar. Die Fortsetzungen (Teile 2-4) versprechen Energiebetrachtungen und eine Differentialgleichung, sind hier aber noch nicht bewertbar.
Brownsche Bewegung — Abituraufgabe mit Lösung (Bayern 1994 LK)
LeIFIphysik-Lösung einer Bayerischen Abituraufgabe zur Brownschen Bewegung: qualitative Deutung der Zitterbewegung, anschliessend quantitative Rechnungen zur Impulsumkehr eines Rauchteilchens über Photonenabsorption (Wellenlänge/Spektralbereich) und elastischen Stoss mit N₂. Enthält vollständige, formal sauber geführte Musterlösung.
Der astronomische Daumensprung – Die Sternparallaxe
Ausführliches, didaktisch durchdachtes Arbeitsmaterial zur Sternparallaxe: Vom alltäglichen Daumensprung über geometrische Erklärungen und historische Anekdoten (Aristarch, Bessel, Venustransit, Gaia) bis zur quantitativen Entfernungsbestimmung mit Bogenmass, AE und Parsec. Enthält durchgerechnete Beispiele und Übungen mit Tabellen und Kontextaufgaben.
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.
Akademische Aufgaben – Eine Unterrichtsmethode
Martin Lieberherr präsentiert das Konzept der «akademischen Aufgaben»: bewusst weltfremde, aber physikalisch lehrreiche Aufgaben, die zentrale Begriffe und Grössenordnungen anschaulich vermitteln. Sieben konkrete Beispiele (Froschkönig, Regenbogenstreuung, Coulombkraft, Masse-Energie, Energie/Wärme, Dopplereffekt, Energieübertragung) mit je einer knappen Lösung und einer didaktischen Diskussion zeigen den Wert von Überschlagsrechnungen und anschliessender Reflexion.
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.
Röntgenstrahlung: Abituraufgabe mit Lösungsvorschlag (Bremsstrahlung, Planck-Konstante, Moseley-Gesetz)
Mehrgliedrige Aufgabe zur Röntgenröhre mit vollständigem Lösungsvorschlag: Aufbau der Röhre, Bestimmung des Planck-Wirkungsquantums aus Röntgenspektren, Erklärung charakteristischer Linien und Bestimmung des Anodenmaterials über das Moseley-Gesetz sowie eine Dosisabschätzung am historischen Beispiel des Pedoskops. Der geschichtliche Bezug (Schuhanpassung per Röntgenstrahlung, Verbot 1973) und die Bewertungsaufgabe geben dem Material einen überraschenden Realbezug.
Tetra-Neutronen: Relativistische Rechnung, Q-Wert und β-Zerfall (Aufgabe mit Lösung)
Lehrerfertig ausgearbeitete Kernphysik-Aufgabe (vermutlich bayerische Abitur-Stil) zur aktuellen Forschung an der TU München über mögliche Tetra-Neutronen. Die Schüler:innen berechnen relativistische kinetische Energien, Q-Werte, formulieren Reaktionsgleichungen, werten ein Messdiagramm aus und diskutieren die Absicherung experimenteller Ergebnisse. Alle Teilaufgaben sind vollständig und nachvollziehbar gelöst.
COMPTON-Teleskop – Abituraufgabe mit Lösung (LEIFIphysik)
Mehrteilige Abituraufgabe zum COMPTON-Effekt und zur Bestimmung der Richtung von Gamma-Quellen mit einem COMPTON-Teleskop, mit vollständig ausgearbeitetem Lösungsweg. Enthält qualitative Begründung, formale Herleitung des Streuwinkels, relativistische Berechnungen und geometrisch-anschauliche Deutung der Quellenortung. Ansprechend durch den Bezug zu realer Gammastronomie, aber didaktisch klassisch-formal.
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).
LVS-Geräte: Elektromagnetische Induktion bei der Lawinenrettung
Ein ausführlich gelöstes Abituraufgaben-Format zum Thema LVS-Geräte mit fünf Teilaufgaben zu Frequenz, Induktion, magnetischem Fluss und Orientierung der Spulen. Der echte Alltagsbezug (Lawinenrettung) macht das Material spannend; die Lösungen sind didaktisch sauber hergeleitet, allerdings ohne Einstiegserklärung oder Vorbereitung für Lernende.
Drei Kugeln im Rennen: Pendel, schiefe Ebene und freier Fall
Diese Aufgabe lässt die Lernenden vergleichen, wann drei Kugeln (Pendel, Fahrbahn, freier Fall) nach dem Loslassen am Boden ankommen — intuitiv vermuten viele eine Gleichzeitigkeit, was durch den Energiesatz widerlegt wird. Musterlösung mit qualitativer Kräfteargumentation und quantitativer Berechnung aller drei Fallzeiten. Basierend auf Experiment-Idee von Toni Thanner (FWU-Filmbilder).
Wahrheit oder Lokführer-Latein? Die Lokomotive BR 101 als beschleunigtes Bezugssystem
Eine anspruchsvolle Physikaufgabe rund um eine amüsante Anekdote über die Elektrolokomotive Baureihe 101: In mehreren Teilschritten werden Beschleunigung, Leistung und Energiebilanz berechnet und die Behauptungen des Lokführers physikalisch geprüft. Mit ausführlicher Musterlösung inklusive Teilchenbewegung im beschleunigten Bezugssystem und Bahnkurvenbestimmung.
Beschleunigung von Protonen am LHC
Mehrschrittige Kinematik-Aufgabe zur gleichmässig beschleunigten Bewegung am Beispiel der Beschleunigungsstrecken des LHC (Protonenquelle, RFQ, LINAC 2, PSB). Die Schüler:innen berechnen Geschwindigkeiten, Beschleunigungen, Zeiten und Strecken inklusive Einheitenumrechnung; ausführliche Musterlösungen mit Formeln und Zwischenschritten sind enthalten.
85Kr — Beta-Zerfall, Papierqualitätssicherung und Atmosphären-Indikator
Mehrteilige Aufgabenserie mit vollständigen Lösungen zum β⁻-Zerfall von Krypton-85 in drei realen Kontexten: Kernphysik des Zerfalls, Qualitätssicherung bei der Papierherstellung und als Indikator für Uran-Wiederaufarbeitung. Enthält Reaktionsenergie-Berechnung, Absorptionsgesetz, Energieniveauschema und Grössenordnungsabschätzungen zur globalen Uranmasse.
Der Blitz – Aufgaben zur elektrischen Energie, Leistung und Spannung
Aufgabenserie mit vollständigen Lösungen rund um einen echten Blitzschlag: Kosten des Blitzes, potenzielle Energie, elektrische Leistung im Vergleich zum Kernkraftwerk, Spannung und Verdampfung von Wasser. Der realitätsnahe, leicht überraschende Kontext (Blitz kostet 225 €, Leistung von 431 Kernkraftwerken) macht die Routineaufgaben lebendig. Didaktisch solide mit sauberer formaler Darstellung, aber ohne Einstieg, Schülerversuch oder Selbstcheck.
Gefährliches Tauziehen: Energie im elastischen Nylonseil
Eine realitätsnahe, glaubwürdig Aufmerksamkeit erzeugende Physikaufgabe zum elastischen Seil beim Tauziehen mit echtem Zeitungsartikel als Kontext. Die Lösung ist vollständig mit Hookescher Feder, Deformationsenergie und Energieerhaltung. Die Problemstellung ist überraschend und spannend, die Rechnung aber Routine-Hookesches Gesetz.
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: Schallgeschwindigkeit in Luft (Resonanzrohr)
Interaktive Simulation von Andrew Duffy zum klassischen Resonanzrohr-Experiment: Eine Stimmgabel über einem wassergefüllten Rohr erzeugt eine Luftsäule, deren Höhe variiert wird, bis Resonanz eintritt. Aus Frequenz und Luftsäulenhöhe lässt sich die Schallgeschwindigkeit bestimmen; die Simulation zeigt die stehende Welle mit Amplitude und Interferenz direkt an.
Heureka! Archimedes in der Badewanne — Auftrieb, Dichte und die Krone des Königs
Ein von Josef Leisen verfasstes, lehrreiches Dialog-Dokument zwischen Archimedes und König Hiero, das das Auftriebsprinzip spielerisch-narrativ einführt und dann historisch-kritisch prüft. Nach dem Dialog folgt ein rechnerischer Vergleich zweier Methoden zur Betrugsprüfung (Vitruvius-Methode vs. Waage-Methode), wobei die mengenmäßige Genauigkeit der Methoden quantitativ diskutiert wird.
Heimversuche zu Energie und Bewegung (Knete, Pendel, Gummiband, Ball, JoJo, Münzkatapult)
Eine Sammlung von sechs einfachen Heimversuchen mit Alltagsmaterialien (Knete, Pendel, Gummibandauto, Flummi, JoJo, Münzkatapult), bei denen Schüler:innen selbst experimentieren, messen und Energieumwandlungen untersuchen. Mit konkreten Arbeitsaufträgen, Tabellen- und Diagrammaufgaben sowie einer ausführlichen Erklärung zum Münzkatapult inklusive Formeln und Fehlerbetrachtung.
Millikan-Versuch: Schwebemethode mit Simulation (LEIFIphysik)
Ausführlich aufbereitetes Material zum Millikan-Versuch, das Versuchsaufbau, Kräftebilanz und Herleitung der Ladungsformel der Schwebemethode erklärt und mit Rechenaufgaben und einer simulierten Durchführung samt Auswertungsbogen kombiniert. Die Herleitungen sind Schritt für Schritt aufgebaut, Aufgaben sind aber ohne Lösungen im Text und die Simulation nur verlinkt. Geeignet für den Grundkurs, mit gutem Anschluss an ein virtuelles Experiment.
Wasserrakete: Freihandexperiment mit Rückstoß und Impulserhaltung
Anleitung für ein spektakuläres Freihandexperiment mit einer Getränkeflasche als Wasserrakete, inklusive Materialliste, Durchführung, Sicherheitshinweisen und humorvollen Praxistipps. Ergänzend wird eine Überschlagsrechnung zur Steighöhe mit Impulserhaltung und Bernoulli-Gleichung durchgeführt und mit der Beobachtung verglichen.
Ölfleckversuch: Größenordnung des Atomdurchmessers abschätzen
Das Material leitet über ein anschauliches Modellexperiment mit Backerbsen zum klassischen Ölfleckversuch hin, mit dem die Größenordnung des Atomdurchmessers abgeschätzt wird. Eine mehrstufige Aufgabe verknüpft Messwerte aus einer Animation mit Rechnungen zur Einmolekülschicht und zur kritischen Reflexion der Monolayer-Annahme.
Hubble-Gesetz: Das Universum expandiert
Gut strukturierter Unterrichtsablauf zum Entdecken des Hubble-Gesetzes: Schüler:innen tragen Entfernungen und Fluchtgeschwindigkeiten von Galaxien in ein Diagramm ein, erkennen den linearen Zusammenhang und schätzen daraus das Alter des Universums ab. didaktisch durchdacht mit Analogien (Luftballon, Hefekuchen), Plenumsdiskussionen und fachlichen Vertiefungen (dunkle Energie, Urknall). Enthält eine Galaxientabelle mit Messwerten, aber das Blatt ist primär eine Unterrichtsanleitung ohne ausgearbeitete Lösungen.
Zwänzgerli – Statistische Auswertung der Massenverteilung von 20-Rappen-Münzen
Ein Physiklehrer beschreibt ein Praktikumsbeispiel, bei dem Schüler:innen die Massen von 166 echten Münzen selbst wiegen und mit einem grafikfähigen Taschenrechner statistisch auswerten: Histogramm, Glockenkurve, lineare Regression gegen den Jahrgang, Fehlerschranken und Signifikanz. Das Material betont ausdrücklich, dass Lernende echte, ungeschönte Daten gewinnen und kritisch diskutieren sollen.
Wasserballon und Schlauchmilch
Ausgehend vom Alltagserlebnis eines auf den Boden gefallenen Milchbeutels wird der Druck beim Aufprall eines Wasserballons untersucht. Nach einer theoretischen Abschätzung über den Staudruck wird der Aufprall experimentell mit einer Kraftmessplatte vermessen, der Druck aus der Kraftspitze berechnet und der Kraftstoss mit dem Impulssatz verglichen. Ein charmantes, physikalisch sauberes Experimentierprotokoll mit echten Messdaten.
Praktikum: Kondensator – Auf- und Entladung mit Computer erfasst
Ausgearbeitetes Schülerpraktikum zur computerunterstützten Messung von Kondensator-Auf- und Entladevorgängen (LoggerPro, Excel) mit ausführlicher anschaulicher Einführung in Stromkreise und Kondensatoren sowie einem Anhang zur Exponentialfunktion inklusive Halbwertszeit-Herleitung. Die Lernenden erfassen eigene Messreihen, erstellen Diagramme mit angepassten Trendlinien und liefern eine Excel-Auswertung ab. Der optionale Supercap-Versuch gibt einen Alltagsbezug.
Freier Fall und Fallschirmsprung mit der Methode der kleinen Schritte (Excel)
Arbeitsmaterial, in dem Schüler:innen den freien Fall und anschliessend den Fallschirmsprung mit Luftwiderstand numerisch in einer Excel-Tabellenkalkulation simulieren. Zwei Rechenansätze werden verglichen (Euler bzw. verbessertes Verfahren), Δt und Parameter werden variiert, und die Endgeschwindigkeit wird erklärt. Angenehm forschend: viele eigenständige Variationen und Deutungsaufgaben, allerdings ohne Lösungen.
Lungengängig – Warum Feinstaub in die Lunge gelangt
Der Artikel untersucht mit einer Grössenabschätzung und einer einfachen Differentialgleichung, warum Aerosolpartikel der Stokes-Reibung folgen und in die Lunge gelangen. Er zeigt anschaulich die Anwendung der Infinitesimalrechnung auf ein reales Phänomen und enthält einen Exkurs zum υ²-Widerstandsgesetz. Gedacht fürs Schwerpunktfach Physik mit Anwendungen der Mathematik.
Praktikum 4: Quantitative Behandlung des Drucks
Ein Stationenpraktikum zum Druck in Gasen und Flüssigkeiten: Nach Definition und mikroskopischer Erklärung des Drucks arbeiten die Lernenden an vier Posten (Magdeburger Halbkugeln, Saugheber, Hydraulik, schwebendes Wasser) mit Berechnungen und Erklärungen. Historischer Kontext zu Otto von Guericke und Bernoulli sowie Rechenaufgaben mit Lösungen runden das Material ab.
Wasser und Luft – Mechanik der Flüssigkeiten und Gase
Umfassendes Unterrichtsskript zur Hydro- und Aerostatik für eine erste Gymnasialklasse, aufgebaut nach dem Prinzip Beobachten–Fragen–Experimentieren. Es behandelt Dichte, Masse und Gewicht, Druck, Schweredruck, Auftrieb, Luftdruck und Kolbendruck mit vielen Schülerexperimenten, Übungen und Lösungen. Anschauliche Einstiege wie der Cartesianische Taucher und der Zauberbrunnen machen den Zugang lebendig.