2.1 Kräfte und Bewegungen – 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.
Die schwingende Boje – Modellierung einer mechanischen Schwingung
Ausführliche, didaktisch sauber strukturierte Herleitung der Differentialgleichung einer schwimmenden, schwingenden Boje mittels Newtons zweitem Axiom. Die Animationsanbindung und die schrittweise Herleitung machen physikalische Modellbildung und Differentialgleichungen konkret erfahrbar, bis hin zur harmonischen Lösung y(t) und der Schwingungsdauer.
Interaktive Simulation: Bewegung mit Positions-, Geschwindigkeits- und Beschleunigungspfeilen steuern
Eine interaktive Physiksimulation, in der ein rotes Teilchen über einstellbare Vektorpfeile gesteuert werden kann: durch Verändern der Pfeile für Position, Geschwindigkeit und Beschleunigung entdecken die Lernenden die Zusammenhänge zwischen diesen Grössen. Abgerundet wird die Erkundung durch eine Herausforderungsaufgabe, bei der das Teilchen ohne Wandberührung durch ein Labyrinth manövriert werden muss. Anleitung und Steuerung sind auf Deutsch.
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.
Simulation: Elastischer und unelastischer Stoß
Eine interaktive Simulation zweier Wagen, deren Stoß elastisch oder vollkommen unelastisch erfolgen kann. Masse, Geschwindigkeit, Zeitlupe und Darstellung von Geschwindigkeiten, Impulsen oder kinetischen Energien sind frei einstellbar; der unveränderte Schwerpunkt und die Energiebilanz werden sichtbar gemacht.
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.
Steilwandfahrer: Zentripetalkraft in der Motorsport-Arena
Aufgabe mit vollständiger Musterlösung zur Kreisbewegung eines Steilwandfahrers (Motorrad in einer Halbkugel-Arena): Kräftezerlegung, Zentripetal- und Normalkraft sowie Bahngeschwindigkeit werden trigonometrisch hergeleitet und berechnet. Die Aufgaben sind konkret gestellt und die Lösungsschritte klar nachvollziehbar begründet, allerdings ist nur ein einziger Kontextfall vorhanden.
Simulation Loopingbahn (Zentripetalkraft)
Interaktive HTML5-Simulation (von Walter Fendt) zu einer Looping-Achterbahn mit rollender Kugel. Schüler:innen variieren Kreisradius, Ausgangshöhe, Fallbeschleunigung und Masse und beobachten in Zeitlupe, ob die Kugel schwingt, abhebt oder den Überschlag schafft, wobei Geschwindigkeits- und Kraftvektoren einblendbar sind. Die drei Fallunterscheidungen zur nötigen Mindesthöhe werden qualitativ erklärt, Reibung und Kugelrotation werden vernachlässigt.
Einstein, Das Gesetz von der Äquivalenz von Masse und Energie (E = mc²), 1946
Ein historischer, von Einstein selbst geschriebener populärwissenschaftlicher Aufsatz, der die Äquivalenz von Masse und Energie allgemein verständlich erklärt. Aufbauend auf den historischen Erhaltungssätzen der Energie und der Masse, mit anschaulichen Beispielen (Pendel, reicher Geizhals) und der radioaktiven Zerfallsreaktion als einziger Messmöglichkeit der Massenänderung.
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.
Bahngeschwindigkeit und Winkelgeschwindigkeit bei Kreisbewegungen
Ein interaktives Lernmaterial, das mit zwei Denkanstößen (Animationen) das Problem einführt, dass Geschwindigkeit bei Kreisbewegungen zweideutig ist, und dann Bahngeschwindigkeit und Winkelgeschwindigkeit sauber definiert. Der Zusammenhang v = ω·r wird anschaulich über das Verstellen von Parametern in einer Animation erkundet und die Winkelangabe im Bogenmaß ergänzt.
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: Bewegung mit konstanter Beschleunigung
Ein interaktives Simulationswerkzeug, in dem ein Auto mit einstellbarer Anfangsposition, Anfangsgeschwindigkeit und Beschleunigung bewegt wird. Zeitmessung an verschiebbaren Lichtschranken sowie Live-Diagramme für x(t), v(t) und a(t) machen die Kinematik mit konstanter Beschleunigung erkundbar. Die Vektordarstellung für Geschwindigkeit und Beschleunigung unterstützt das intuitive Verständnis der Bewegungsgrössen.
Skript S2: Vertiefungen zur Dynamik — schiefer Wurf, Reibung, Impuls und Stoss
Umfassendes, aktivierendes Arbeitsskript zum Vertiefen der Mechanik: schiefer Wurf mit Herleitung der Formeln, Bewegung mit Reibung (Haft-, Gleit-, Luftwiderstand, Papierkegel-Experimente mit Messunsicherheiten) sowie Impuls, Kraftstoss und Stossprobleme mit Impuls- und Energieerhaltung. Enthält zahlreiche reale Kontextaufgaben (Basketball, Parabelflug, Curling, Fallschirm), Messaufgaben und Lösungen.
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.
Simulation: Elastischer und unelastischer Stoß zweier Wagen
Interaktive HTML5-Simulation, in der Schüler:innen elastische und vollkommen unelastische Stöße zweier Wagen frei erkunden können: Massen und Anfangsgeschwindigkeiten sind einstellbar, und Geschwindigkeiten, Impulse oder kinetische Energien werden grafisch dargestellt. Der Schwerpunkt liegt auf Impuls- und Energieerhaltung; die zugehörigen Formeln werden in einem mathematischen Anhang bereitgestellt.
In 10 Sekunden 800 Meter! – Lift der Gotthard-NEAT
Kritische Lese-Aufgabe auf Basis eines Zeitungsberichts über den schnellen Bauaufzug der Gotthard-NEAT. Die Schüler:innen prüfen die Behauptung «10 Sekunden für 800 Meter» physikalisch, indem sie die nötige Beschleunigung abschätzen und mit dem Leserbrief argumentieren. Mit Pluszeichen-Zeichen z.B. eine Lehrkraft, die Unterschrift nicht. Zuständig für die Prüfung ist K:physik-gf:1.3.3.
Simulation: Gleichförmige Bewegung mit Lichtschranken und Diagrammen
Interaktive Simulation eines Autos mit konstanter Geschwindigkeit: Anfangsposition und Geschwindigkeit sind einstellbar, verschiebbare Lichtschranken mit digitalen Stoppuhren messen Zeiten, und Live-Diagramme zeigen x(t) und v(t). Geeignet, um gleichförmige Bewegung und die Entstehung von s-t- und v-t-Diagrammen erkundend zu verstehen.
Zyklotron – Funktionsprinzip, Simulation und Berechnung der Zyklotronfrequenz
LEIFIphysik-Seite zum Normal-Zyklotron: Sie erklärt anschaulich das Funktionsprinzip mit Duanten, Magnetfeld und Lorentz-Kraft, stellt die Zyklotronfrequenz formal her und diskutiert die relativistischen Grenzen. Eine wählbare Simulation (Spannung U, Flussdichte B, Teilchenart) sowie eine begleitende Untersuchungsaufgabe machen das Material interaktiv nutzbar.
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.
Eisstockschießen physikalisch: Gleitreibung, geneigte Bahn und Rekordweite
Eine vierteilige Aufgabe, die das bayrische Eisstockschießen physikalisch analysiert: aus Startgeschwindigkeit und Weite wird die Gleitreibungszahl bestimmt, der trichterförmige Aufbau einer Weitschussbahn begründet und berechnet, und bei einem Weltrekord bzw. einer schwächeren Abwurfgeschwindigkeit mit geneigter Bahn gerechnet. Gut gewählter Alltagsbezug und steigende Schwierigkeit bis zur aufwendigeren Teilaufgabe d).
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.
Lösung: Funkuhr-Empfang des Zeitsenders DCF77 (Schwingkreis, Interferenz, Phasensprung)
Lösungsvorschlag einer Aufgabenstellung zum Langwellenzeitsender DCF77: Wellenlänge, Schwingkreisabstimmung mit Ferritstabspule, Wegdifferenz von Boden- und Raumwelle, Phasensprung und begrenzte Reichweite. Die Musterlösung ist sauber formuliert, enthält aber keine eigentlichen Aufgaben-Formulierungen mit Lösungsansätzen für Lernende, sondern die vollständigen Musterlösungen zu den Teilaufgaben a–e.
Gefährliches Überholmanöver auf der Landstrasse
Eine situative Physikaufgabe zum Überholen mit entgegenkommendem Fahrzeug: Lernende prüfen rechnerisch (Relativgeschwindigkeit, Überholzeit) und grafisch im t-s-Diagramm, ob eine Kollision droht. Die Aufgabe ist realitätsnah und spannend, es gibt eine ausgearbeitete Musterlösung, aber kaum eigenständige Anschlussaufgaben.
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.
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.
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.
Zeichnen mit dem Gartenschlauch
Eine spielerische physikalische Mini-Studie zur Frage, wie man mit einem geschickter bewegten Gartenschlauch Figuren (Linie, Kreis) gleichzeitig aus Wasser in der Luft 'zeichnen' kann. Ausgehend vom schiefen Wurf werden Wurfparabeln, Flugzeiten und Abschusswinkel formal analysiert, mit Diagrammen zu Direkt- und Bogenschuss.
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 GF3: (Fast) überall sind Kräfte im Spiel – Kinematik und Dynamik
Umfangreiches, sorgfältig aufgebautes Unterrichtsskript zur Kinematik und Dynamik für das Grundlagenfach Physik am Gymnasium Kirchenfeld Bern. Historische Zugänge (Aristoteles, Galilei, Newton), vielfältige Aufgaben mit Lösungen und Zusammenfassung decken den Trägheitssatz, beschleunigte Bewegungen und Kräfte ab.
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.
Auto mit konstanter Beschleunigung – interaktive Simulation
HTML5-Simulation, in der ein Auto mit einstellbarer Anfangsposition, Anfangsgeschwindigkeit und Beschleunigung fährt. Vektoren, Lichtschranken mit Zeitmessung und drei Live-Diagramme (vermutlich s-t, v-t, a-t) machen die Kinematik gleichförmig beschleunigter Bewegung direkt erfahrbar. Formeln liegen in einem mathematischen Anhang.
Überlagerung von Geschwindigkeiten (Leitprogramm)
Ein Leitprogramm zur Addition von Geschwindigkeiten in verschiedenen Bezugssystemen, eingeleitet mit alltagsnahen Fragen zu Rolltreppen, Flugzeug und Boot. Die Lernenden erarbeiten sich in Selbststudium (3 Lektionen) schrittweise, wie Bewegungen überlagert werden, und beantworten damit die Eingangsfragen begründet.
Swinging Atwood Machine — Lagrange-Formalismus und Chaos
Ein kritisches Unterrichtsmaterial (vom Physik-Olympiade-Team Schweiz, Fassung 1.2) zur Bestimmung der kritischen Masse bei der schwingenden Atwood-Maschine. Es bietet einen übergreifenden Lösungsweg inkl. reduzierter Physik, Diskussion der im Physik-Olympiade-Sammelheft publizierten Werte und deutet Grenzen der Modellierung an.
Schiefer Wurf: Wässern mit dem Wasserschlauch (Aufgaben mit Lösungen)
Eine Wasserwurf-Aufgabe, bei der ein Gärtner ein Beet mit einem Schlauch wässert: Für fünf Teilaufgaben werden Bahnkurve, Wurfzeit, Anfangshöhe, Auftreffgeschwindigkeit und Auftreffwinkel vollständig und schrittweise hergeleitet. Die Ausarbeitung enthält mit Kontrollergebnissen und vollständigen Lösungen ein hohes Mass an Selbstkontrolle, bleibt aber didaktisch eher klassisch-formal.
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.
Simulation Kettenkarussell (Zentripetalkraft)
Interaktive HTML5-Simulation (von Walter Fendt) zum Kettenkarussell, die die Zentripetalkraft als Vektoraddition von Gewichtskraft und Fadenkraft zeigt. Parameter wie Winkelgeschwindigkeit und Fadenlänge lassen sich verändern, mit Pause und Zeitlupe. Dazu eine formale Herleitung der Bestimmungsgleichung für den Auslenkwinkel inklusive Näherungsverfahren.
Wurf senkrecht nach oben ohne Anfangshöhe – Bewegungsgesetze und berechnungen
Interaktive Lerneinheit zum senkrechten Wurf nach oben mit Animation, Bewegungsgesetzen und Schritt-für-Schritt-Herleitungen von Steigzeit, Wurfhöhe und Wurfzeit. Enthält Rechenaufgaben zur Anwendung der Formeln sowie eine Herleitung des Ort-Geschwindigkeit-Gesetzes mit höherem mathematischem Anspruch. Die Rechenwege werden didaktisch sauber aufgebaut dargestellt.
Simulation: Gleichgewicht dreier Kräfte
Interaktive Simulation, in der drei Kräfte an einem Knoten mit verstellbaren Umlenkrollen ins Gleichgewicht gebracht werden. Kraftbeträge (1–10 N) sind einstellbar, das Kräfteparallelogramm lässt sich einblenden und Winkel ablesen. Ideal zum selbständigen Erkunden des Kräftegleichgewichts, ergänzt durch die Bedingung, dass eine Kraft kleiner als die Summe der beiden anderen sein muss.
Sonnensegel-Raumsonde Cosmos 1: Strahlungsdruck und Bahnhebung
Anhand des gescheiterten echten Sondeprojekts Cosmos 1 wird durchgerechnet, wie stark Lichtdruck eine Sonnensegel-Sonde beschleunigt und wie sich ihre Umlaufbahn durch Energiezufuhr hebt. Vollständig ausgearbeitete Musterlösung mit Physik des Strahlungsdrucks, Kreisbahnenergie im Gravitationsfeld und einer Integrations-Herleitung der mittleren Beschleunigung. Der reale Missionskontext macht den Stoff greifbar, das Material ist aber primär eine vorrechnende Lösung.
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.
Pionentherapie: Protonen im Speicherring und Zeitdilatation bei Pionen (Aufgaben mit Lösungen)
Eine physikalische Aufgabe zum Thema Pionentherapie: geladene Teilchen auf Kreisbahnen im Magnetfeld, relativistische Energie und Zeitdilatation beim Pionenzerfall. Enthält vollständige Musterlösungen mit Herleitungen und Diagrammen, kommt vom bayerischen Abitur-Kontext (FWU/LEIFIphysik).
Elfmeter halten – Rechnung mit Reaktionszeit und Sprunggeschwindigkeit
Ein Aufgabenblatt zum Elfmeter, das mit v = s/t und Einheitenumrechnungen abschätzt, wie schnell ein Torwart springen müsste, um den Ball zu halten. Der Kontext Fussball ist alltagsnah und motivierend, die Aufgaben sind aber reine Ein- bis Zweischritt-Rechnungen. Lösungen sind vollständig und sauber mit gültigen Ziffern angegeben.