Lernbereich 1: Kräfte 22 Std. Kräfte

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1 Lernbereich : Kräfte Std. Kräfte Lehrplaninhalte Hinweise zu den Inhalten Themen in SPEKTRUM-PHYSIK Std. Kennen der physikalischen Größe Kraft Rolle von Kräften im Leben der Menschen Kraftwirkungen 6 Bewegungs- und Formänderung bei der Wechselwirkung von zwei Körpern Alltagsbedeutung und physikalische Bedeutung unterscheiden Bewegungsänderungen Formänderungen Streifzug: Federn überall Kraft braucht Partnerschaft Bewegungsänderungen Formänderungen Kraft braucht Partnerschaft Kraftmessung 0 Darstellung durch Pfeile Umgang mit Messgeräten gerichtete Größe Wie groß ist eine Kraft? Kraft hat eine Richtung Kraftdarstellung durch Pfeile Streifzug: Wie verformbar ist der Mensch? Pinnwand: Kräfte bei Pflanzen Kraftmessung Kraft hat eine Richtung 7 8 Addition von Kräften entlang einer Wirkungslinie Aufgabe 4, S. V&A Kraftwirkungen und Kraftmessung 4 Die Gewichtskraft 0 Gewichtskraft, g 0 N /kg Vergleich der Gewichtskräfte auf Erde und Mond Kraft auf Unterlage oder an Aufhängung Ortsfaktor Körper werden von der Erde angezogen Die Richtung der Gewichtskraft Streifzug: Schwerelosigkeit Masse und Gewichtskraft Streifzug: Die Personenwaage Streifzug: Wie genau nehmen wir es mit Zahlen? Die Gewichtskraft Kennen des Hooke schen Gesetzes SE: Hooke sches Gesetz Proportionalität von Kraft und Längenänderung Methodenbewusstsein: empirisches Finden eines Gesetzes Streifzug: Ein physikalisches Gesetz von der Beobachtung zur Formel SE Hook sches Gesetz 39 Hooke sches Gesetz 9 Interpretieren von Diagrammen Ausgleichsgerade; Messunsicherheit SE Anleitung zur Durchführung der SE 38 Anwenden des Hebelgesetzes auf Dinge aus Alltag, Natur und Technik SE: F l = F l Sport und Hebel SPO Kl. 5 7, LB Leichtathletik SPO Kl. 8 0, LB Leichtathletik nur inhaltliches Lösen von Aufgaben Hebel Was ist ein Hebel Kräfte am Hebel V&A Hebel Streifzug: Das Hebelgesetz experimentell Pinnwand: Überall Hebel Streifzug: Sportliche Hebeleien SE Hebel Hebel /3 Übertragen der Kenntnisse über Kräfte auf die Reibung Abhängigkeit von Gewichtskraft und Beschaffenheit der reibenden Flächen erwünschte und unerwünschte Reibung Straßenverkehr, Reifenprofile Luftwiderstand Reibung Die Größe der Reibungskraft V&A Reibung Pinnwand: Reibung (u.a. Keine Fortbewegung ohne Reibung, Luftwiderstand) Reibung 0 SE: Messen von Reibungskräften SE Reibungskräfte 40

2 Lernbereich : Kräfte Std. Kräfte Fortsetzung Lehrplaninhalte Hinweise zu den Inhalten Themen in SPEKTRUM-PHYSIK Std. Kennen der magnetischen Kraftwirkungen anziehende und abstoßende Kräfte Magnetpole Eigenschaften von Magneten Magnetkräfte Magnetpole V&A Magnetkräfte und Magnetpole Es gibt nur zwei Pole Magnetisches Kraftgesetz Eigenschaften von Magneten Eigenschaften und Anwendungen von Magneten 8 9 Anwendungen von Dauer- und Elektromagneten Lastenhebemagnet, elektrische Klingel, magnetisches Türschloss, Relais Der Elektromagnet V&A Elektromagnet Anwendungen von Elektromagneten Streifzug: Von Oersteds Entdeckung zum Morseapparat Magnetisieren und Entmagnetisieren V&A Magnete Streifzug: Einsatzmöglichkeiten von Magneten Anwendungen von Elektromagneten Magnetisieren und Entmagnetisieren 0 Einblick gewinnen in die Darstellung magnetischer Felder Feldlinienbilder Untersuchung des magnetischen Feldes durch kleine Probekörper Magnetfeld der Erde Magnetfeld und Feldlinien Streifzug: Das Magnetfeld der Erde Magnetfeld und Feldlinien Kennen der elektrostatischen Kraftwirkungen abstoßende und anziehende Kraftwirkungen elektrostatische Ladung Aufbau und Wirkungsweise des Elektroskops Kern-Hülle-Modell des Atoms Elektron als Ladungsträger Elektrische Ladung Elektrische Kräfte Die elektrische Ladung Ändern der Ladung eines Körpers Streifzug: Der Bandgenerator V&A Elektrische Ladung Elektrische Kräfte und Ladung 3 Atombau und Ladung Influenz eine Bewegung wie durch Geisterhand 50 5 Atombau und Ladung Influenz 4 5 Einblick gewinnen in die Darstellung elektrostatischer Felder Feldlinienbilder Untersuchung des elektrischen Feldes durch kleine Probekörper Analogie zum magnetischen Feld Das elektrische Feld Streifzug: Blitz und Blitzschutz Streifzug: Fotokopiergerät Elektrisches Feld 6 Anwenden der Kenntnisse über Kräfte auf Sachverhalte aus Alltag, Natur und Technik Nachweis und Messung von Kräften Gruppenarbeit, Lernzirkel, Präsentation der Ergebnisse Anfertigen eines Kraftmessers, Messen von Muskelkräften, Messen der Zugkraft von Fahrzeugmodellen V&A Kraftwirkungen und Kraftmessung, V4 V&A Kräfte in Alltag, Natur und Technik Erkunden der Eigenschaften von Dauermagneten, Messen magnetischer Kräfte, Eigenschaften von Magneten V&A Magnete /37 43 Herstellen eines Lametta-Elektroskops V&A Elektrische Ladung, V4 49 Prüfe dein Wissen Kräfte 56

3 Lernbereich : Stromstärke und Spannung in Stromkreisen8 Std. Stromstärke und Spannung in Stromkreisen Lehrplaninhalte Hinweise zu den Inhalten Themen in SPEKTRUM-PHYSIK Std. Einblick gewinnen in das Phänomen der Leitung in Metallen, Flüssigkeiten und Gasen Strom als gerichtete Bewegung von Ladungen CH Kl. 7, LB Leitungsvorgänge Auch Flüssigkeiten leiten Streifzug: Rostschutz und Silberlöffel Leitung in Gasen Pinnwand: Entladungsröhren Leitung in Flüssigkeiten Leitung in Gasen 7 8 Kennen der physikalischen Größe elektrische Stromstärke Deuten mit Modell der Elektronenleitung Vergleich mit Verkehrsstrom; Einführung des Begriffs am Beispiel metallischer Leiter Die elektrische Stromstärke Strömen wirklich Elektronen im Kreis? Wie viele Elektronen strömen Die elektrische Stromstärke 9 Streifzug: Homo electrificatus Pinnwand: Wie schnell fließen Elektronen? etc Gesetze der Stromstärke Stromstärke bei Reihen- und Parallelschaltung 7 3 unverzweigter Stromkreis I = I= I verzweigter Stromkreis Reihenschaltung Parallelschaltung V&A Stromstärke und Schaltungen Stromstärke bei Reihen- und Parallelschaltung 33 Iges = I + I Anwendung im Haushalt: Parallelschaltung der Geräte, Notwendigkeit mehrerer Stromkreise, Absicherung Streifzug: Reihen- und Parallelschaltung im Haushalt Streifzug: Belastbarkeit von Stromkreisen Streifzug: Batterien und Akkumulatoren Kennen der physikalischen Größe Spannung Spannung als Antrieb des Stromes Die elektrische Spannung 78 5 Nennspannung von Geräten und Quellen Die Einheit der Spannung Streifzug: Energie aus Batterien Nennspannung elektrischer Quellen 34 Spannungsquellen SE: galvanische Spannungsquellen, Generator SE Spannungsquellen 40 Spannungen im Haushalt Elektrische Quellen im Verbund Streifzug: Von der Voltasäule bis zur Brennstoff zelle Streifzug: Elektrische Quellen in Natur und Medizin Pinnwand: Kontaktspannung Die elektrische Spannung 35 Gesetze der Spannung unverzweigter Stromkreis Erzeugen von Teilspannungen durch Reihenschaltung Spannungen im Stromkreis 84 Spannungen im Stromkreis 37 Uges = U + U verzweigter Stromkreis U = U = U

4 Lernbereich : Stromstärke und Spannung in Stromkreisen8 Std. Stromstärke und Spannung in Stromkreisen Fortsetzung Lehrplaninhalte Hinweise zu den Inhalten Themen in SPEKTRUM-PHYSIK Std. Beherrschen des Messens von Stromstärken und Spannungen Untersuchen von kombinierten Parallel- und Reihenschaltungen Messung der Stromstärke Das Drehspulmessgerät Elektronische Stromstärkemessung Umgang mit dem Strommessgerät V&A Messung der Stromstärke Messung der Stromstärke Umgang mit Stromstärkemessern 30/3 3 Messung der Spannung 83 Umgang mit Spannungsmessern V&A Elektrische Schaltungen 86/87 SE: Messen von Spannungen und Stromstärken in verzweigten und unverzweigten Stromkreisen experimentelles Finden der Gesetzmäßigkeiten für Spannungen und Stromstärken SE Spannung und Stromstärke 4 4 Messunsicherheiten Ursachen, Unvermeidbarkeit Methodenbewusstsein: Beachten der Messgenauigkeit beim Ableiten von Gesetzen aus Messwerten SE Anleitung zur Durchführung der SE 38 Prüfe dein Wissen Stromstärke und Spannung in Stromkreisen 88

5 Lernbereich 3: Energiewandler 0 Std. Energie Lehrplaninhalte Hinweise zu den Inhalten Themen in SPEKTRUM-PHYSIK Std. Kennen der Energie Grundlage für das Betreiben von Maschinen und Geräten ganzheitlicher Energiebegriff Energie und Energieformen Energie begegnet uns in vielen Formen 9 9 Energie begegnet uns in vielen Formen 38 Grundlage für Bewegungsänderung, Verformung, Erwärmung und Leuchten von Körpern Anwenden der Energieformen beim Beschreiben von Energieumwandlung bzw. Energieübertragung kinetische und potentielle Energie, thermische Energie, chemische Energie, elektrische Energie LB PH Kl. 6, LB BIO Kl. 7, LB Energieumwandlungen in Kraftwerken mechanische Einrichtungen, Wärmequellen und elektrische Geräte aus der Lebenswelt der Schüler Bewegungsenergie Lageenergie Licht- und Wärmeenergie, elektrische und chemische Energie Energieketten V&A Energie und Energieumwandlungen Eine Einheit für die Energie Streifzug: Energieproduktion in Wärmekraftwerken Die Energie ist eine Verwandlungskünstlerin Bewegungs- und Lageenergie Mechanische Energie Licht- und Wärmeenergie; elektrische und chemische Energie Energieketten, Energieumwandlung Energieumwandlungen Speicherung von Energie 96 Speicherung von Energie 43 Mensch als Energiewandler Pinnwand: Speicherung von Energie (u.a. Der Mensch als Ofen ) 97 Energietransport 98 Energietransport 44 Energieformen Energieströme Streifzug: Was ist eine Pferdestärke? Energieströme 45 potentielle Energie Epot = FG h quantitative Vergleiche Energie wird gemessen 0 Energie wird gemessen 5 Anwenden des Gesetzes von der Erhaltung der Energie auf Beispiele aus der Mechanik Beachten der Gültigkeitsbedingungen Perpetuum mobile Fadenpendel, Achterbahn, Trampolin, Wasserfall, Turbinen im Wasserkraftwerk, Pumpspeicherwerk Ewige Energie? Das Energiekonto Streifzug: Und es bewegt sich ewig? V&A Energie und Energieumwandlung Energieerhaltung 49 Reibung Energiebilanz V&A Energieerhaltung Streifzug: Energie auf der Straße Energiebilanz 50

6 Lernbereich 3: Energiewandler 0 Std. Energie Fortsetzung Lehrplaninhalte Hinweise zu den Inhalten Themen in SPEKTRUM-PHYSIK Std. Einblick gewinnen in den Wirkungsgrad von Energiewandlern Energiebilanzen Energieentwertung Energie, die keinem mehr nützt V&A Energieentwertung Prozesswärme Energieentwertung 46 Wirkungsgrad von Geräten und Anlagen Verringern des Energieaufwands durch Verkleinern der Reibung Der Wirkungsgrad Streifzug: Energie kommt auf vielen Wegen von der Sonne zu uns Der Wirkungsgrad 47 Kennen der physikalischen Größe Leistung Leistung als Maß, wie schnell Energie umgewandelt bzw. übertragen wird Größenvorstellungen Mechanische Leistung Mechanische Leistung 5/53 P = E /t, E als umgewandelte Energie quantitative Vergleiche Leistung beim Heben von Körpern Treppen steigen, Kletterstange, Klimmzüge Streifzug: Was leistet ein Mensch? 3 Übertragen der Kenntnisse über Energieumwandlungen und Leistung auf neue Sachverhalte Erweiterung qualitativer Betrachtungen auf nichtmechanische Energiewandler Energie und Umwelt Das CO-Problem Nutzung von Abwärme Regenerative Energiequellen Regenerative Energien Das CO Problem Nutzung von Abwärme; regenerative Energien Regenerative Energien; Energiesparen Energiesparen Auch regenerative Energieerzeugung kann die Umwelt belasten Streifzug: Solarzellen helfen sparen Pinnwand: Energie ist ein kostbares Gut Streifzug: Projekt Energiesparen Rechenbeispiel: Energie und Leistung Experimentieren mit Energiewandlern Recherche über Energiewandler Solarzelle und Motor, Kran Problemlösestrategien Solarkraftwerk, Windkraftanlagen Medienkompetenz V&A Experimente mit Energiewandlern V&A Energieversorgung 3 7 Prüfe dein Wissen Energie 4

7 Wahlpflicht: : Kraftwandler früher und heute 4 Std. Lehrplaninhalte Hinweise zu den Inhalten Themen in SPEKTRUM-PHYSIK Std. Anwenden der Kenntnisse über kraftumformende Einrichtungen experimentelle Untersuchung Vergleichen von Kräften Maschinen Seile und Rollen helfen Lasten heben Der Flaschenzug Feste und lose Rolle Flaschenzug 4 5 Archimedes sche Schraube, Seilmaschinen im Altertum Fahrrad Krananlagen, Personenaufzüge geneigte Ebene, feste und lose Rollen, Maschinen des da Vinci Hebel, Gangschaltung Exkursion Streifzug: Maschinen früher und heute Die geneigte Ebene Streifzug: Hebel am Fahrrad Streifzug: Kraftumformende Maschinen Die geneigte Ebene 6 Goldene Regel der Mechanik Die goldene Regel der Mechanik 34 Die goldene Regel der Mechanik 7 Wahlpflicht : Elektrische Schaltungen 4 Std. Lehrplaninhalte Hinweise zu den Inhalten Themen in SPEKTRUM-PHYSIK Std. Beherrschen des Aufbaus elektrischer Schaltungen Wiedererkennen von Elementen einfacher Stromkreise an Beispielen aus dem Alltag Taschenlampe, Glühlampe, Bimetallstreifen, Lichtschranke Reihen- und Parallelschaltungen im Haushalt Pinnwand: Kontaktspannung Bauen einer Anwendung Modellexperimente: Klingel, Füllstandsmesser, Alarmmelder V&A Stromstärke und Schaltungen Aufg., 3 S. 6 Aufg. 8, S /85 selbst gebaute Spannungsquellen, Geschicklichkeitsspiel (Heißer Draht), Ampelanlage V&A Messung der Stromstärke V&A Elektrische Schaltungen 69 86/87

8 Wahlpflicht 3: Vom Fliegen 4 Std. Fliegen Lehrplaninhalte Hinweise zu den Inhalten Themen in SPEKTRUM-PHYSIK Std. Einblick gewinnen in den dynamischen Auftrieb BIO Kl. 5, LB Flügel und Fliegen Auftrieb, Vortrieb und Steuern 7 Abstoßen am Nichts? V&A Rückstoß 7 7 Rückstoß 57 historische Entwicklung des Fliegens Sage von Dädalus und Ikarus, Schneider von Ulm Fluggeräte von Leonardo da Vinci Doppeldecker von Otto Lilienthal Pinnwand: Fliegen Vom Mythos zur Wirklichkeit 8 Auftrieb durch Kräfte am Tragflügel Kraft und Gegenkraft Windkanal; Simulationen Pinnwand: Windkanal Segelflug Vogelflug SE Stromlinienbilder 4 SE: Bau von Papierfliegern SE Bau von Papierfliegern 4 Kräfte beim Fliegen Darstellung von Kräften durch Pfeile Einfluss des Anstellwinkels Körper im Luftstrom Umströmung von Körpern 3 3 Umströmung von Körpern 59 Wie bleibt ein Flieger in der Luft? Auftrieb Luftwiderstand Anstellwinkel Streifzug: Flug 43 Jumbo B 747 nach Wie bleibt ein Flieger in der Luft? 58 Wie lenkt ein Flugzeug? 34 Wie lenkt ein Flieger 60 V&A Fliegen 35 Prüfe dein Wissen: Fliegen 37