2.1.3 Gleichförmige und beschleunigte Bewegungen quantitativ beschreiben und hinsichtlich der wirkenden Kräfte erklären
Unterrichtsmaterial zum Lernziel: Die Maturandinnen und Maturanden können gleichförmige und beschleunigte Bewegungen quantitativ beschreiben und hinsichtlich der wirkenden Kräfte erklären.
Aufgabensammlung Mechanik: Kreisbewegung, Gravitation und Impulserhaltung
Diese Aufgabensammlung bietet vielfältige Übungen zu den Themen Kreisbewegung am Hochrad und an der Schnur, Gravitationsgesetz und Erddrehung sowie zur Impulserhaltung bei Stössen. Die Aufgaben eignen sich ideal zur Vertiefung und quantitativen Behandlung im Physikunterricht der Sekundarstufe II.
Das Funktionsprinzip des Sicherheitsgurtes
Dieses Material behandelt das physikalische Prinzip des Sicherheitsgurtes im Kontext der Mechanik. Anhand einer konkreten Aufgabe wird die Kraft- und Bewegungsänderung beim Bremsen analysiert.
Sammlung von Physik-Aufgaben zur Mechanik
Eine umfangreiche Aufgabensammlung zu verschiedenen Themen der Mechanik wie Arbeit, Energie, Leistung, Impulserhaltung und Wurfgesetze. Die Aufgaben basieren auf konkreten Alltagssituationen und physikalischen Phänomenen.
Kräfte und Bewegungen: Kinematik und Würfe
Diese Unterrichtssammlung behandelt gleichförmige und beschleunigte Bewegungen sowie den freien Fall und den senkrechten Wurf. Sie enthält Simulationen, Diagrammanalysen, Quizze und praxisnahe Aufgaben zur Videoauswertung.
Kräfteaddition und -zerlegung
Dieses Unterrichtsmaterial behandelt das Grundwissen zur Kräfteaddition und -zerlegung sowie zur Bestimmung der Gesamtkraft mehrerer Kräfte. Es enthält zudem eine praktische Anwendungsaufgabe zum Treideln eines Schleppkahns.
Aufgabensammlung Mechanik und Astronomie
Eine Sammlung von physikalischen Aufgaben und Artikeln zu Themen wie Astronomie, lineare Bewegungen, mechanische Schwingungen und Impulserhaltung. Die Lernenden können ihr Wissen anhand praktischer Problemstellungen anwenden und vertiefen.
Sammlung zu Mechanik: Impulserhaltung, Stöße und Newtonsche Gesetze
Das Material umfasst Artikel und Aufgaben zu zentralen Konzepten der Mechanik, darunter die Impulserhaltung, das Prinzip des Raketenantriebs sowie das 2. Newtonsche Gesetz. Lernende können ihr Grundwissen vertiefen und anhand von Je-Desto-Fragen und konkreten Aufgaben das Verständnis für beschleunigende Kräfte anwenden.
Das 2. Newtonsche Gesetz und beschleunigte Bewegungen
Das Unterrichtsmaterial bietet Animationen, Grundwissen und Versuchsanleitungen zum zweiten Newtonschen Gesetz (Aktionsprinzip). Es behandelt die Auswirkungen von Kraft und Masse auf Bewegungsänderungen und beschleunigte Bewegungen.
Kräfteaddition und -zerlegung
Der Artikel vermittelt Grundlagen zur Kräfteaddition, zur Gesamtkraft mehrerer Kräfte sowie zum Kräftegleichgewicht. Es wird anschaulich erklärt, wie Kräfte vektoriell addiert, zerlegt und im Gleichgewicht betrachtet werden.
Kraft und Masse: Grundwissen und Quiz
Dieses Material bietet eine kompakte Zusammenfassung zum Thema Masse, Gewichtskraft und Ortsfaktor sowie ein interaktives Quiz zur Überprüfung des Grundwissens. Es eignet sich hervorragend für den Einstieg oder zur Repetition im Physikunterricht.
Einführung in die Physik und Kinematik
Dieses Skript führt in die Grundlagen der Physik, mathematische Werkzeuge, SI-Einheiten und das Messen ein. Ausserdem behandelt es ausführlich die Kinematik mit gleichförmigen und beschleunigten Bewegungen inklusive Diagrammen.
Aufgabensammlung Mechanik
Eine umfangreiche Sammlung von Physikaufgaben zur Mechanik, die verschiedene Themenbereiche wie Kreisbewegung, Würfe, Freien Fall und lineare Bewegungen abdeckt. Die Aufgaben beinhalten sowohl quantitative Berechnungen als auch die Interpretation von Diagrammen.
Mechanik Lineare Bewegung - Gleichungen und Aufgaben
Dieses Unterrichtsmaterial bietet eine Zusammenfassung des Grundwissens zu gleichmäßig beschleunigten Bewegungen sowie zahlreiche anwendungsbezogene Aufgaben und Übungen zur linearen Bewegung in der Mechanik.
Mechanik Kreisbewegung: Grundlagen und Aufgaben
Das Unterrichtsmaterial bietet eine kompakte Zusammenfassung des Grundwissens zur Kreisbewegung und Zentripetalkraft. Zudem enthält es diverse anwendungsbezogene Aufgaben und Klausurfragen zu konkreten Beispielen wie Waschmaschinentrommeln, Karussells und Teilchenbeschleunigern.
Aufgaben zu Kraft und Bewegungsänderung bei ICE und Verkehrsflugzeug
Dieses Unterrichtsmaterial enthält konkrete physikalische Aufgaben zu Kräften und Bewegungsänderungen anhand realer Beispiele wie einem anfahrenden ICE und einem Verkehrsflugzeug. Lernende können damit den Zusammenhang zwischen Kräften und Beschleunigungen quantitativ und qualitativ anwenden.
Aufgabensammlung zur linearen Bewegung in der Mechanik
Diese Aufgabensammlung umfasst verschiedene physikalische Aufgaben und Quizfragen zu gleichförmigen und beschleunigten Bewegungen. Die Schülerinnen und Schüler berechnen Wege, Geschwindigkeiten und Zeiten anhand realitätsnaher Szenarien wie Autorennen, Flügen oder freien Fällen.
Physiksimulationen mit der Tabellenkalkulation
Dieses praxisorientierte Unterrichtsmaterial zeigt Schritt für Schritt, wie physikalische Bewegungen wie der freie Fall oder Fall mit Luftwiderstand mithilfe einer Tabellenkalkulation ohne Programmierkenntnisse simuliert werden können. Dabei werden Anfangsbedingungen, Musterzeilen und Diagrammerstellungen anschaulich erklärt.
Physiksimulationen mit Python
Dieses Lehrmittel zeigt Schritt für Schritt, wie man physikalische Bewegungsabläufe wie den freien Fall mit und ohne Luftwiderstand mithilfe von Python-Programmen simuliert. Es vermittelt anschaulich numerische Methoden wie das Euler- und das Bocksprung-Verfahren sowie die grafische Auswertung mit matplotlib.
Aufgabensammlung Kreisbewegung in der Mechanik
Eine Sammlung von physikalischen Aufgaben zur Kreisbewegung anhand konkreter Beispiele wie Kugel an einer Schnur, Hubschrauber-Rotor und Gummistopfen auf einer rotierenden Scheibe. Die Lernenden können ihr Wissen zu Kräften und Bewegungen anwenden und vertiefen.
Kraft und das Gesetz von Hooke
Dieses Unterrichtsmaterial behandelt das Gesetz von Hooke sowie die Dehnung von Federn und Gummis anhand von Versuchen. Es vermittelt grundlegendes Wissen zur Kraft in der Mechanik und beinhaltet praktische Experimente.
Kraft und das Gesetz von Hooke
Das Material behandelt Grundwissen rund um Kräfte und das Gesetz von Hooke. Es werden Themen wie das Ablesen von Kraftmessern und die Kombination von Federn oder Gummis für interessierte Schülerinnen und Schüler erklärt.
Mechanik: Kraft, Masse und Kräftearten
Das Material umfasst Artikel zu den Themen Kraft, Masse und Kraftarten sowie ein interaktives Quiz zum Ortsfaktor auf dem Mars. Es vermittelt grundlegendes Wissen zur Mechanik und ermöglicht die Anwendung des Gelernten durch Aufgaben.
Newtons Gesetze und Gravitation
Diese Materialsammlung bietet Artikel zu den drei Newtonschen Gesetzen (Trägheitsgesetz, Aktionsprinzip und Wechselwirkungsprinzip) sowie zur Bestimmung der Gravitationskonstante und dem Newtonschen Gravitationsgesetz. Die Inhalte vermitteln grundlegende physikalische Prinzipien der Mechanik für den Unterricht am Gymnasium.
Newtons Gesetze: Trägheit, Wechselwirkung und Heimversuche
Das Material behandelt die Newtonschen Gesetze mit einem Schwerpunkt auf dem Trägheitsprinzip und dem Wechselwirkungsgesetz. Es enthält erklärende Artikel, ein Video sowie Heimversuche und ein Quiz zur Überprüfung des Gelernten.
Aufgabensammlung zur linearen Bewegung
Eine Sammlung von Artikeln und interaktiven Aufgaben zu gleichförmigen und beschleunigten Bewegungen. Lernende werten dabei Zeit-Ort- sowie Zeit-Geschwindigkeit-Diagramme aus.
Mathematische Behandlung des Fadenpendels als Karussell
Das Material analysiert die Kräfte am Fadenpendel im rotierenden Bezugssystem, leitet die Formel für den Auslenkungswinkel her und zeigt die Berechnung mittels eines Näherungsverfahrens.
Simulation zum Kettenkarussell: Zentripetalkraft bei Kreisbewegungen
Dieses Material beschreibt eine interaktive Simulation eines Kettenkarussells, mit der die Zentripetalkraft, Gewichtskraft und Fadenkraft visualisiert und untersucht werden können. Die Lernenden können Parameter anpassen, Vektorpfeile einblenden und die Drehbewegung verlangsamen oder pausieren. Ein mathematischer Anhang erläutert die zugrundeliegenden Formeln.
Simulation zu Kreisbewegungen
Eine interaktive HTML5-App veranschaulicht Kreisbewegungen sowie die zeitliche Veränderung von Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung und Kraft. Lernende können Radius, Umlaufdauer und Masse variieren und die Zentripetalkraft sowie Zentripetalbeschleunigung grafisch untersuchen.
Interaktive Simulation zu elastischen und unelastischen Stössen
Eine HTML5-App zur Veranschaulichung von elastischen und unelastischen Stössen mit Wagen. Benutzer können Massen, Geschwindigkeiten und Stoßarten anpassen und Parameter wie Impuls, Energie und Geschwindigkeit graphisch darstellen lassen.
HTML5-Simulation zu Wurf- und Fallbewegungen
Eine interaktive HTML5-Simulation ermöglicht es, schiefe, waagrechte und senkrechte Würfe zu untersuchen. Dabei lassen sich physikalische Parameter wie Anfangsgeschwindigkeit, Winkel und Fallbeschleunigung flexibel anpassen.
Interaktive Simulation: Fahrbahn für gleichmässig beschleunigte Bewegung
Diese interaktive Simulation ermöglicht es, Experimente zur gleichmässig beschleunigten Bewegung auf einer Fahrbahn durchzuführen. Lernende können Parameter wie Massen und Reibung anpassen, Messungen über eine virtuelle Lichtschranke vornehmen und die resultierenden Daten in Diagrammen und Listen auswerten.
Simulation zur Bewegung auf der schiefen Ebene und wirkenden Kräften
Diese interaktive HTML5-App simuliert die Bewegung eines Blocks auf einer schiefen Ebene mit konstanter Geschwindigkeit. Lernende können Parameter wie Neigungswinkel, Gewichtskraft und Reibungszahl anpassen, um die verschiedenen auftretenden Kräfte wie Hangabtriebskraft, Normalkraft und Reibungskraft direkt zu beobachten und zu analysieren.
Interaktive Zerlegung von Kräften
Dieses interaktive Werkzeug veranschaulicht die Zerlegung einer Kraft in zwei Komponenten anhand eines Kräfteparallelogramms. Lernende können den Vektor sowie die Richtungen per Maus oder Eingabefelder anpassen und die geometrische Konstruktion Schritt für Schritt durchführen.
Interaktive Vektoraddition von Kräften
Ein interaktives Programm, mit dem Schülerinnen und Schüler Einzelkräfte als Vektoren verändern und die resultierende Gesamtkraft per Knopfdruck grafisch ermitteln lassen können. Das Tool veranschaulicht die Vektoraddition von Kräften auf spielerisch-erkundende Weise.
Simulation zum Gleichgewicht dreier Kräfte
Eine interaktive Simulation zur Untersuchung des Kräftegleichgewichts an einem Knotenpunkt mit drei Schnüren. Schülerinnen und Schüler können Kraftbeträge und Rollenpositionen verändern und das Kräfteparallelogramm sowie Winkel ablesen.
Interaktive Simulation: Gleichmässig beschleunigte Bewegung
Diese HTML5-App simuliert ein Auto mit konstanter Beschleunigung, dessen Anfangsposition, Anfangsgeschwindigkeit und Beschleunigung frei einstellbar sind. Die Lernenden können die Bewegung in Echtzeit oder Zeitlupe beobachten, Vektoren einblenden, virtuelle Lichtschranken verschieben und die Ergebnisse in drei verschiedenen Diagrammen ablesen.
Kraft für gekrümmte Bahnen und Zentripetalkraft
Dieses Material erklärt detailliert die physikalischen Grundlagen von Kreisbahnen und der Zentripetalkraft. Anhand alltäglicher Beispiele wie Achterbahnen, Kettenkarussells und überhöhten Kurven werden die Formeln hergeleitet und anschaulich diskutiert.
Der Geschwindigkeitsbegriff in der Physik
Dieses umfassende Lehrmaterial erklärt die physikalischen Grundlagen der Geschwindigkeit. Es behandelt den Unterschied zwischen Weg und Strecke, Durchschnittsgeschwindigkeit, Einheitenumrechnungen, die mittlere Geschwindigkeit als Vektor sowie die Momentangeschwindigkeit und das Tempo.
Gewicht, Masse und Schwerelosigkeit
Der Text erklärt anschaulich den Unterschied zwischen Masse und Gewichtskraft, erläutert die Funktionsweise von Waagen und beschreibt physikalische Ursachen sowie Alltagsbeispiele für den Zustand der Schwerelosigkeit.
Newtonsche Gesetze
Der Text führt anschaulich in die drei Newtonschen Gesetze der klassischen Mechanik ein, erläutert den Begriff der Trägheit anhand von historischen Gedankenexperimenten und vertieft das dynamische Grundgesetz sowie das Wechselwirkungsgesetz mit praxisnahen Beispielen.
Einführung in die Statik (Leitprogramm)
Dieses Leitprogramm führt anschaulich in die Grundlagen der Statik ein. Mittels eines eigenen Experiments erarbeiten sich die Schülerinnen und Schüler das Hebelgesetz und vertiefen das Gelernte durch praxisnahe Alltagsbeispiele und Aufgaben.
ETH Bridge Award 2018 - Brückenbau-Wettbewerb
Ausschreibung und Anleitung für einen interdisziplinären Brückenbau-Wettbewerb der ETH Zürich an Berner Gymnasien. Schülerteams konstruieren leichte Modelle aus Papier, Karton oder Holz, die im anschliessenden Belastungstest ihre Statik unter Beweis stellen.
Beschleunigte Bewegung: Artikel und Aufgaben
Eine Sammlung von Artikeln, Quizfragen und Aufgaben zur beschleunigten Bewegung, die physikalische Konzepte wie Beschleunigung und Kinematik anhand von Beispielen wie Autos oder Achterbahnen behandeln.
6 Schülerexperimente mit Vernier LabPro
Eine Sammlung von sechs praktischen Schülerexperimenten für die Sekundarstufe II zu den Themen Diagramme, Kinematik, Dynamik und Energieerhaltung. Die Experimente nutzen Messwerterfassungssysteme und eignen sich gut für den praktischen Einstieg in die Physik.
Gravitationsstreuung an einem Doppelsternsystem im Inertial- und rotierenden Bezugssystem
Das Material zeigt anhand von Simulationen und Abbildungen die Teilchenbahnen von Probeteilchen beim Durchqueren eines rotierenden Doppelsternsystems. Es betrachtet dabei sowohl die Darstellung im Inertialsystem mit Gravitationskräften als auch im mitrotierenden Bezugssystem inklusive Zentrifugal- und Corioliskraft.
Mathematische Behandlung des Federpendels
Der Text beschreibt ausführlich die Herleitung der mathematischen Formeln für ein ungedämpftes Federpendel. Dabei werden Elongation, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Kräfte sowie die kinetische und potentielle Energie hergeleitet und analysiert.
Hangabtriebskraft auf der schiefen Ebene
Der Text erklärt die Zerlegung der Gewichtskraft auf einer schiefen Ebene in Hangabtriebskraft und Normalkraft. Neben der grafischen Konstruktion und mathematischen Herleitung wird ein konkretes Berechnungsbeispiel mit einer Seilanordnung gezeigt.
Federkraft und das Hookesche Gesetz
Der Text erklärt anschaulich die Grundlagen der Federkraft, das Hookesche Gesetz sowie die Federkonstante anhand von Beispielen und Diagrammen. Zudem werden Begriffe wie Elastizitätsbereich und Federkraftmesser behandelt.
Relativbewegung und Bezugssysteme
Der Text erklärt anschaulich den Unterschied zwischen relativen und absoluten Aussagen, führt die Relativität von Geschwindigkeiten in verschiedenen Bezugssystemen ein und behandelt Inertialsysteme, das Galileische Relativitätsprinzip sowie die mathematische Galilei-Transformation.
Kräfte in beschleunigten Bezugssystemen
Der Text erklärt anschaulich den Unterschied zwischen Inertialsystemen und beschleunigten Bezugssystemen sowie die Entstehung von Scheinkräften wie der Trägheitskraft bei Bremsmanövern, Kurvenfahrten und im freien Fall. Er behandelt physikalische Grundlagen mit Beispielen aus dem Alltag, enthält jedoch keine direkten Übungsaufgaben.