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.
Das Federpendel erforschen
Dieses Material fasst experimentelle Untersuchungsergebnisse und Messdaten zum Federpendel aus verschiedenen Versuchsreihen zusammen. Es enthält Messwerte zu Federkonstanten, Federlängen und Schwingungseigenschaften inklusive Messunsicherheiten.
Licht und Schatten: Schattenrätsel, Lochkamera und Sonnentaler
Dieses Unterrichtsmaterial behandelt Phänomene rund um Licht und Schatten wie Schattenbilder, Lochkameras und Sonnentaler. Anhand von konkreten Beispielen und Schüleraufgaben werden optische Phänomene beobachtet, erklärt und teilweise mathematisch berechnet.
Messung der Lichtgeschwindigkeit
Die Schülerinnen und Schüler führen in vier Teams ein physikalisches Experiment zur Bestimmung der Lichtgeschwindigkeit durch. Dabei werden Geometriedaten erfasst, Drehfrequenzen gemessen, Berechnungen mit Formeln durchgeführt und Messunsicherheiten sowie Ergebnisse dokumentiert.
Geradlinige beschleunigte Bewegungen anhand von Videoaufnahmen
Dieses Unterrichtsmaterial befasst sich mit der Analyse geradliniger beschleunigter Bewegungen anhand von Videoaufnahmen eines Spielzeugautos. Die Schülerinnen und Schüler lernen, s-t-Diagramme zu erstellen, Messdaten auszuwerten sowie Geschwindigkeiten und Beschleunigungen zu bestimmen.
Bestimmung des Volumenausdehnungskoeffizienten von Luft
Das Unterrichtsmaterial basiert auf einem Film und dazugehörigen Standbildern eines Experiments zur Bestimmung des Volumenausdehnungskoeffizienten von Luft. Lernende werten Messwerte und Geometriedaten aus, um den Koeffizienten zu berechnen und die dabei auftretenden Messunsicherheiten zu bestimmen.
Experiment zu Wärmepads und Latentwärmespeichern
Dieses Unterrichtsmaterial leitet zu einem experimentellen Praktikum an, bei dem die abgegebene Energie und spezifische Erstarrungswärme von Natriumacetat-Wärmepads gemessen wird. Die Schülerinnen und Schüler führen Messungen durch, werten die Ergebnisse inklusive Messunsicherheiten aus und diskutieren Abweichungen zum Literaturwert.
Beobachtung und Analyse des Jupiters
Dieses Unterrichtsmaterial beschreibt ein Projekt zur Bestimmung der Umlaufzeit des Jupiters anhand des grossen roten Flecks. Schülerinnen und Schüler werten Teleskopaufnahmen und Bildmaterial aus, führen Berechnungen durch und diskutieren Messunsicherheiten.
Hochwasserschutz und Hochwasser modellieren
Dieses Unterrichtsmaterial befasst sich mit der systemdynamischen Modellierung und Simulation von Fliessprozessen und Hochwasserschutzmassnahmen anhand von Beispielen wie der Gürbe. Schülerinnen und Schüler nutzen das Programm Vensim sowie reale hydrologische Daten, um Abflussmengen, Rückhaltebecken und Retentionsmassnahmen zu untersuchen. Zudem sind experimentelle Vorübungen und Filmaufnahmen zur Fliessgeschwindigkeitsbestimmung integriert.
Physikalische Simulationen mit Tabellenkalkulation
Diese Anleitung zeigt, wie physikalische Bewegungen wie der freie Fall mit und ohne Luftwiderstand mithilfe einer Tabellenkalkulation ohne Programmierkenntnisse simuliert werden können. Es werden das Einrichten von Tabellenblättern, die Erstellung von Formeln für Zeitschritte, Diagramme und das Bocksprung-Verfahren behandelt.
Messen und Messunsicherheiten
Dieses Lehrmaterial behandelt umfassend die Grundlagen des Messens in der Physik, einschliesslich systematischer und zufälliger Fehler, absoluter und relativer Fehler sowie der Angabe von Messunsicherheiten bei analogen und digitalen Instrumenten. Zudem werden Methoden zur Auswertung von Messreihen und die Gesetze der Fehlerfortpflanzung bei Grundrechenarten erläutert.
Größenordnungen, Vorsätze und wissenschaftliche Notation in der Physik
Dieses Lehrmittel führt in den Umgang mit sehr grossen und sehr kleinen Zahlen in der Physik ein. Es behandelt Vorsätze für Maßeinheiten, das Rechnen mit diesen Vorsätzen sowie die wissenschaftliche und die E-Schreibweise.
Physikalische Größen und Einheiten
Dieser Text führt in das Internationale Einheitensystem (SI), physikalische Grundgrößen und Basiseinheiten wie Länge, Masse und Zeit ein. Zudem werden das Rechnen und Umrechnen mit Einheiten sowie die Dimensionsbetrachtung zur Überprüfung von Formeln behandelt.
Entwicklung der Strom- und Gaspreise im Herbst 2021
Das Material befasst sich anhand eines aktuellen Beispiels aus dem Jahr 2021 mit den Strom- und Gaspreisen im Grosshandel und für Privatpersonen. Die Lernenden erschliessen Informationen aus Texten und Grafiken, vergleichen Preise und führen Einheitenumrechnungen durch.
Der Daumensprung
Das Material erklärt die physikalisch-mathematische Herleitung und Anwendung der Daumensprung-Regel zur Abschätzung von Entfernungen. Mithilfe von geometrischen Prinzipien wie dem Strahlensatz und konkreten Messwerten wird eine Distanzbestimmung durchgeführt.