2. Klasse

1. Begegnungen mit Physik im Alltag

1.1 Aufgabe der Physik

Aufgabe:

5 min Stoffsammlung zum Thema Physik Was fällt mir dazu ein? Wo habe ich es im Alltag mit Physik zu tun? Womit beschäftigt sich Physik?

Teilgebiete - Anwendungen

Das Wort stammt vom Griechischen: physis = Natur

φυσις

(Naturwissenschaft) Daher ursprünglich die Lehre von der Natur. Dazu gehören die Astronomie, die Biologie die Chemie, die Physik, die Meteorologie.

Die Physik beschäftigt sich im Wesentlichen mit jenen Naturvorgängen, die ohne stoffliche Veränderungen ablaufen.

Beispiele: Ausbreitung des Schalls, Fließen des elektr. Stroms, Sieden von Wasser, Bewegung eines Körpers, …

Ausgangspunkt

ist die Beobachtung der Naturvorgänge.

Aufgabe der Physik ist es, Naturvorgänge zu beschreiben und Gesetzmäßigkeiten zu erforschen. (Naturgesetze aufzufinden)

Arbeitsmittel:

• Mathematik • Experimente: Um Naturvorgänge nachzuahmen, damit man sie leichter erkennen kann.

Die Technik macht die Naturwissenschaft für den Menschen nutzbar.

Achtung: Dies bringt zwar viele Vorteile, kann aber auch zum Schaden für die Menschheit sein.

Die Physik wird in Teilgebiete unterteilt:

Beispiele: Mechanik, Akustik, Wärmelehre, Optik, Elektrizität und Magnetismus, Atomphysik Vgl. Buch S. 6 Tabelle

1.2 Physikalische Grunderfahrungen

Einige Versuche:

Sie sollen dir einen ersten Eindruck von physikalischen Vorgängen vermitteln sollen. Im weiteren Physikunterricht wirst du noch genauere Erklärungen zum Verständnis dieser Versuche bekommen. Manche kannst du leicht selbst ausführen.

Achte aber immer darauf, dass jedes Experimentieren auch mit Gefahren verbunden sein kann! Physikalische Versuche sollen dein Interesse wecken, dein Wissen über die Geheimnisse der Natur erweitern und ihr Gelingen soll dir Freude bereiten! Sie sollen aber nicht deine Gesundheit gefährden oder zu Sachbeschädigungen führen.

Versuch 1:

Gib in eine 2-l Speiseöldose aus Blech etwa 1/8 l Wasser und bring es zum Sieden! Verschließe dann diese Dose möglichst luftdicht und lass kaltes Wasser darauffließen (Abb. 2.1a,b)!

Was kannst du beobachten? Denke über den Versuch nach! Berate deine Überlegungen in der Klasse! Hast du Ähnliches schon einmal gesehen?

Ergebnis:

Beim Abkühlen entsteht in der Dose ein Unterdruck. Die Dose wird durch den äußeren Luftdruck zusammengedrückt.

Versuch 2:

Schneide eine Papierspirale aus und stecke sie auf die Spitze einer Stricknadel! Stelle - in entsprechendem Abstand - eine brennende Kerze darunter! Überlege, was passieren wird!

Ergebnis:

Die aufsteigende, warme Luft bringt die Spirale zum Drehen.

Versuch 3:

Additive Farbmischung: Die Lichter einer roten, grünen und blauen Lampe werden auf einem weißen Schirm zum Überschneiden gebracht.

Ergebnis:

Rot + Grün = Gelb. Rot + Blau = Rotblau (Purpur, Magenta) Blau + Grün = Blaugrün (Cyan ) Führe zu Hause selbst die Versuche aus dem Buch Seite 7 Nr. 2.2 und 2.3 durch und beschreibe sie.

Weitere mögliche Versuche:

Klingel unter Vakuumpumpe Modell des Schweißtrafos Stimmgabelschwingung mit dem Oszillographen zeigen.

Versuche, bei denen Messungen durchgeführt werden:

Versuch:

Miss die Schwingungsdauer eines Fadenpendels mit 1 m Fadenlänge.

Um eine größere Genauigkeit zu erzielen, messen wir 10 Schwingungen und dividieren dann durch 10.

Ergebnis:

Eine Schwingung dauert ca. 2,0 Sekunden.

Physikalische Größen:

Die Länge, die Zeit usw. bezeichnen wir als physikalische Größen.

Jede physikalische Größe wird durch einen Zahlenwert und eine Maßeinheit angegeben.

z. B. t = 2 s Zahlenwert Physikalische Größe Maßeinheit Für die

Länge

Für die

Zeit

haben wir die Maßeinheit 1 m die Maßeinheit 1 s Für die

Masse

1 kg

1.3 Grunderfahrungen mit dem elektrischen Strom

Stoffsammlung: ca. 3 min Beispiele überlegen, wo du mit dem el. Strom zu tun hast ( zu Hause, in der Schule, auf dem Schulweg, in der Freizeit) Elektrischer Strom ist nicht sichtbar, nur seine Wirkungen: Wärme, Licht, Bewegung, chemische Wirkung.

Stromquellen:

Steckdose Batterie Akkumulator Solarzellen Fahrraddynamo

1.4 Der elektrische Stromkreis

• Ein Stromkreis setzt sich zusammen aus: – Stromquelle (Batterie, Steckdose) – Verbraucher (Glühlämpchen, ... ) – Zuleitungen – Schalter

Schaltsymbole: + Spannungsquelle (Batterie) mit Plus und Minuspol.

Glühlampe als Verbraucher Schalter

Versuch:

Baue mit Hilfe einer Batterie, 3 Leitungen, 1 Glühlämpchen und 1 Schalter einen Stromkreis auf.

Ergebnis:

Beim Schließen des Schalters leuchtet das Lämpchen auf

Untersuchen verschiedener Materialien

Verschiedene Materialien + •

Ergebnis:

– Es gibt Leiter: z. B. Alle Metalle und – Nichtleiter: z. B. Kunststoff, Gummi, Glas, …

Anwendung:

Stromleitungen sind in ein Isoliermaterial eingehüllt.

1.5 Gefahren des elektrischen Stromes

Lies Buch Seite 12.

Der menschliche Körper leitet den elektrischen Strom.

Spannungen über 65 V können bereits lebensgefährlich sein. Haushaltssteckdosen liefern 230 V.

Schreibe den Absatz Buch Seite 12 links unten.

Hilf mit, Stromunfälle zu vermeiden!

Achte darauf, dass keine schadhaften Elektrogeräte und keine schadhaften Anschlusskabel verwendet werden! Stehen diese unter Spannung, so kann beim Anfassen über deinen Körper eine leitende Verbindung zur Erde hergestellt werden und du bist Teil eines Stromkreises. Lebensgefahr!

1.6 Permanent- und Elektromagnete

Stoffsammlung: Magnetverschluss bei Kästen, im Lautsprecher, Wort kommt von Magnesia (heutiges Manisa in der Türkei), wo Magneteisenstein gefunden wurde.

Der Mensch hat kein Sinnesorgan, mit dem er den Magnetismus feststellen könnte.

Permanentmagnete Versuch:

Wir nähern einen Magneten einem Stück Eisen.

Dann schieben wir Papier und Plastik dazwischen.

Versuch:

Wir nähern dem Magneten ein Stück Eisen.

Magnete und Eisen ziehen einander an.

Wo wirkt Magnetismus?

Versuch:

Stoffen.

Wir nähern einen Magneten verschiedenen

Ergebnis:

Es gibt nur wenige Stoffe, die von Magneten angezogen werden.

Der wichtigste ist Eisen.

Stoffe, die sich wie Eisen verhalten bezeichnen wir

ferromagnetische Stoffe

.

(Ferrum = Eisen) Dazu gehören z. B. Nickel, Kobalt, und viele Legierungen

Eigenschaften von Magneten Versuch:

Nägeln.

Wir nähern einen Magneten einer Schachtel mit

Ergebnis:

Die Nägel sammeln sich hauptsächlich an den Enden an.

Die Gebiete mit der stärksten Anziehung bezeichnen wir als Pole . Jeder Magnet hat zwei Pole.

Untersuchung der Pole

Die Pole heißen N o rdpol (r o t) und S ü dpol (gr ü n)

Versuch:

Wir bringen zwei Ringmagnete auf zwei verschiedene Arten zusammen.

Ergebnis:

Ungleichnamige Pole ziehen sich an, gleichnamige Pole stoßen sich ab.

Untersuchung der Pole

Elektromagnete Versuch:

Wir wickeln um einen Nagel einen isolierten Draht und schließen ihn an eine Batterie an. Dann nähern wir ihn einem weiteren Nagel.

Ergebnis:

Der Nagel wird von der „Spule“ angezogen.

Elektromagnete bestehen aus einer strom durchflossenen Spule.

Anwendung von Magneten

• Topfmagnete zum Trennen von Eisen aus Altmetall • In Elektromotoren • Kompass zum Bestimmen der Nordrichtung • …..