1.2 Experimentieren – Unterrichtsmaterial
⚠ 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.
Simulation Kettenkarussell – Zentripetalkraft an rotierenden Pendelkörpern
Beschreibung einer interaktiven Simulation zum Kettenkarussell, mit der die Zentripetalkraft an rotierenden Pendelkörpern erkundet werden kann. Kraftvektoren (Gewichtskraft, Fadenkraft, resultierende Zentripetalkraft) lassen sich einblenden, Parameter verändern und die Bewegung pausieren oder in Zeitlupe betrachten. Modellvereinfachungen (keine Beschleunigungsphasen, kein Luftwiderstand) werden explizit benannt.
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.
Skript SF5: Wellen, Töne, Licht
Umfassendes Skript für das Schwerpunktfach Physik mit vier Kapiteln zu stehenden Wellen in der Akustik, zur historischen Entwicklung der Lichtmodelle (Descartes, Huygens, Rømer), zum elektrischen Schwingkreis und zu elektromagnetischen Wellen. Es kombiniert Theorie mit Originalquellen, vielen Rechen- und Verständnisfragen, Experimenten sowie Lösungen und einer Zusammenfassung. Didaktisch ausgereift mit Lernzielen und anschaulichen Einstiegen (Trompete, Klangfarben).
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.
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.
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.
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.
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.
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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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).
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 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 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.
Raster-Tunnel-Mikroskop (Leitprogramm)
Ein Leitprogramm, das über das Raster-Tunnel-Mikroskop in die Quantenmechanik einführt, mit der Schrödinger-Gleichung im Zentrum. Der Aufbau in Fundament- und Additum-Lektionen ermöglicht individuelles, selbständiges Arbeiten. Verbindet moderne Physik, Mathematik (Differentialgleichungen) und Nanotechnologie.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Hängendes Blattfederpendel – Aufstellen und Lösen der Bewegungsgleichung
Ausführliche theoretische Herleitung der Differentialgleichung des hängenden Blattfederpendels: Aufstellen der Bewegungsgleichung über Newtons 2. Axiom, schrittweise Einsetzen von Kräften und Näherungen bis zur harmonischen Lösung x(t). Enthalten eine Animation, einen subtilen fachlichen Hinweis zur Zentripetalkraft und eine einblendbare Lösungs-Herleitung.
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.
Freihandexperimente zum freien Fall
Eine Sammlung von sieben einfachen Freihandexperimenten (Becher mit Gummiringen, Coladose, Spritzflasche, fallende Schere, Wägestücke, Fallschnur, Reaktionszeit-Lineal), die den freien Fall und die Schwerelosigkeit im Fallenden-Bezugssystem verblüffend erfahrbar machen. Jeder Versuch ist mit Aufbau, Durchführung, Materialliste, physikalischer Erklärung und praktischen Hinweisen sorgfältig dokumentiert. Die Erklärungen nutzen anschaulich Trägheitskräfte und Fallgesetze; die Fallschnur wird sogar quantitativ mit h ∼ t² hergeleitet.
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.
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.
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.
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).