Niedersachsen PHYSIK 7/8. Gymnasium

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1 Niedersachsen PHYSIK 7/8 Gymnasium

2 PHYSIK 7/8 Niedersachsen Bearbeitet von Thomas Appel, Northeim Daniel Heß, Hannover Manfred Klostermann, Vechta Sigrun Otte-Spille, Hemmingen Dr. Karl Sarnow, Hannover Unter Mitarbeit von Jürgen Bissel, Frank Eiselt, Ulrich Fries, Gerhard Glas, Jens Gössing, Norbert Goldenstein, Dagmar Günther, Katja von Jagow, Frank Küchenberg, Michael Langer, Prof.em Dr. Hansjoachim Lechner, Dietmar Lohmann, Dr. Michael Müller, Georg Peters, Wolfgang Rieger, Jürgen M. Schröder, Rainer Serret, Reinhard Stumpf, Kerstin Sube, Petra Ullrich, Michael Voß, Thea Wolf, Gottfried Wolfermann, Martin Zieris 2013 Bildungshaus Schulbuchverlage Westermann Schroedel Diesterweg Schöningh Winklers GmbH, Braunschweig Das Werk und seine Teile sind urheberrechtlich geschützt. Jede Nutzung in anderen als den gesetzlich zugelassenen Fällen bedarf der vorherigen schriftlichen Einwilligung des Verlages. Hinweis zu 52a UrhG: Weder das Werk noch seine Teile dürfen ohne eine solche Einwilligung gescannt und in ein Netzwerk eingestellt werden. Dies gilt auch für Intranets von Schulen und sonstigen Bildungseinrichtungen. Auf verschiedenen Seiten dieses Buches befinden sich Verweise (Links) auf Internet-Adressen. Haftungshinweis: Trotz sorgfältiger inhaltlicher Kontrolle wird die Haftung für die Inhalte der externen Seiten ausgeschlossen. Für den Inhalt dieser externen Seiten sind ausschließlich deren Betreiber verantwortlich. Sollten Sie bei dem angegebenen Inhalt des Anbieters dieser Seite auf kostenpflichtige, illegale oder anstößige Inhalte treffen, so bedauern wir dies ausdrücklich und bitten Sie, uns umgehend per davon in Kenntnis zu setzen, damit beim Nachdruck der Verweis gelöscht wird. Druck A 1 / Jahr 2013 Alle Drucke der Serie A sind im Unterricht parallel verwendbar. Redaktion: Bernd Trambauer Fotos: Michael Fabian, Markus Mettin, Hans Tegen Grafik: Liselotte Lüddecke, Karin Mall, Birgit Schlierf Umschlaggestaltung: Janssen Kahlert Design & Kommunikation GmbH, Hannover Repro/Druck/Bindung: westermann druck GmbH, Braunschweig ISBN Strukturelemente Sachtexte Sie vermitteln das Fachwissen und die Kompetenzen insbesondere aus den Bereichen der Erkenntnisgewinnung, Kommunikation und Bewertung. Werkzeug Diese Arbeitstechniken und Fertigkeiten ermöglichen eine erfolgreiche Auseinandersetzung mit den physikalischen Inhalten und helfen beim Erwerb prozessbezogener Kompetenzen naturwissenschaftlichen Arbeitens. Durchblick Einzelaspekte werden vertieft oder in größeren Zusammenhängen reflektiert, wodurch Über blickswissen entsteht. Die dabei erworbenen Kompeten zen be fähigen zur bewussten Auseinandersetzung mit naturwissenschaftlichen Verfahren und ihren Ergebnissen. Grundwissen und Vertiefung Das Grundwissen fasst die wesentlichen Inhalte grafisch zusammen. Lebensweltliche, zur Aufschlüsselung anregende Situationen bilden die Basis von Aufgaben, die das physikalische Wissen aktivieren. Die Vertiefung bietet in Form von projektartigen Aufträgen oder Versuchen und anspruchsvollen Aufgaben die Möglichkeit, die Inhalte der Sachtexte zu erweitern. Projekt Sie fordern selbsttätige Erarbeitung fach- und prozessbezogener Kompetenzen und ermöglichen ergänzend zu den Sachtexten ein kontextgebundenes Lernen. Versuche und Aufträge Damit können wichtige physikalische Inhalte selbstständig erarbeitet werden. Pinnwand Sie bieten Anregungen, die im Unterricht erarbeiteten verbindlichen Inhalte mit außerschulischen Sachverhalten in Verbindung zu bringen, und stellen so Kontexte her. Streifzug Streifzüge enthalten u. a. anwendungsorientierte, oft fächerübergreifende Bezüge, die über die verpflichtenden Inhalte hinausgehen. Sie vertiefen die Inhalte der Sachtexte oder ergänzen sie durch Ausblicke in andere Fächer. Basiskonzepte S W M E Jede Sachtextseite ist einem Basis konzep t (System, Wechselwirkung, Materie oder Energie) zugeordnet.

3 PHYSIK 7/8 Inhalt Niedersachsen (Best-Nr ) Energie... 6 Vorwissen... 8 Projekt: Energiebedarf einer Familie... 8 Projekt: Energie im Haushalt... 9 Projekt: Energieformen und Energiemessung... 9 Körper das Anfassbare der Physik Körper physikalisch betrachtet Körper und ihre Zustandsformen Versuche und Aufträge: Körper Körper haben ein Volumen Körper haben eine Temperatur Durchblick: Was heißt Messen? Körper haben Masse Versuche und Aufträge: Masse Energie und Energieformen Energie begegnet uns in vielen Formen Versuche und Aufträge: Energie Energieformen Energie ein umfassendes Konzept Eine Einheit für die Energie Versuche und Aufträge: Energiemessungen Pinnwand: Energiemengen Energieströme Versuche und Aufträge: Energieströme/Wandler. 24 Streifzug: Was ist eine Pferdestärke? Speicherung von Energie Energiespeicherung Pinnwand: Energiespeicher Energietransport Energie auf Reisen Streifzug: Energie kommt auf vielen Wegen zu uns Energieerhaltung Energie entsteht nicht verschwindet nicht Versuche und Aufträge: Energieerhaltung (1) Energiebilanz Versuche und Aufträge: Energieerhaltung (2) Temperatur und innere Energie Energiezufuhr bewirkt Temperaturerhöhung und Zustandsänderungen Temperatur und innere Energie sind zweierlei! Wärmeenergie ist Energie unterwegs Die Richtung des Wärmeenergie-Stroms Versuche und Aufträge: Thermometer und Temperatur Streifzug: Geschichte des Thermometers Energieentwertung Energie, die keinem mehr nützt Wirkungsgrad Versuche und Aufträge: Energieentwertung Reibung Das Energiekonto Einbahnstraße Energieentwertung Energie im Haushalt und im Verkehr Möglichkeiten zur Reduzierung des Energiebedarfs. 42 Streifzug: Perpetuum mobile bewegt es sich ewig? Pinnwand: Energie Versuche und Aufträge: Lernzirkel Energiesparen Grundwissen: Energie Vertiefung: Energie Elektronenstrom Energiestrom Vorwissen Projekt: Elektrizität und elektrische Ladungen.. 55 Projekt: Messgeräte für elektrische Ströme Stromkreise übertragen Energie Der Wasserstromkreis als Modell für den elektrischen Stromkreis Geräte Wandler elektrischer Energie Streifzug: Die Fahrradkette als Energietransporter Die elektrische Ladung Elektrische Kräfte Eine Einheit für die Ladung Ladungen entstehen nicht verschwinden nicht.. 60 Streifzug: Der Bandgenerator Versuche und Aufträge: Elektrische Ladung Atombau und Ladung Streifzug: Geisterhafte Bewegungen durch elektrische Kräfte Streifzug: Homo electrificatus Streifzug: Blitz und Blitzschutz Die elektrische Stromstärke Fließende Elektronen im Stromkreis Eine Einheit für die elektrische Stromstärke Messung der elektrischen Stromstärke Werkzeug: Umgang mit dem Strommessgerät Pinnwand: Elektrische Ströme Stromstärken in Stromkreisen Versuche und Aufträge: Elektrische Stromstärke. 72 Streifzug: Parallelschaltung im Haushalt Stromkreise im Haushalt... 73

4 Spektrum PHYSIK Niedersachsen 7/8 ( Best-Nr ) Die elektrische Spannung Die Spannung der Antrieb der Elektronen im Stromkreis Batterien Messung der elektrischen Spannung Werkzeug: Umgang mit dem Spannungsmessgerät Streifzug: Von der Volta-Säule zur Brennstoffzelle Spannungen in Stromkreisen Durchblick: Quellenspannung und Teilspannungen Versuche und Aufträge: Spannungsmessung Pinnwand: Spannung Streifzug: Elektrische Quellen in Natur und Medizin Durchblick: Wasserstromkreis elektrischer Stromkreis Elektrischer Strom und Energiestrom Elektrische Energiestromstärke 84 Elektrische Energie Durchblick: Spannung neu verstanden Streifzug: Stromrechnung Energiestromstärke, Leistung und Wirkungsgrad.. 90 Streifzug: Energiesparen zuhause Grundwissen: Elektronenstrom Energiestrom. 92 Vertiefung: Elektronenstrom Energiestrom Elektrotechnik...96 Vorwissen Projekt: Elektrogeräte und Energieversorgung.. 99 Projekt: Sicherheit im Haushalt Der elektrische Widerstand Kennlinien elektrischer Geräte Das Ohm sche Gesetz Der elektrische Widerstand Werkzeug: Von der Proportionalität zur Formel. 104 Pinnwand: Elektrischer Widerstand Versuche und Aufträge: Widerstände Der Zusammenhang zwischen Stromstärke, Spannung und Widerstand Durchblick: Spannung ist mehr als Antrieb Widerstände in Parallel- und Reihenschaltungen. 108 Versuche und Aufträge: Parallel- und Reihenschaltungen Streifzug: Spannungsteiler machen Spannungen einstellbar Versuche und Aufträge: Widerstände in Anwendungen Werkzeug: Auswertung von Messergebnissen. 111 Motor und Generator als Energiewandler Elektromotor und Generator im Vergleich Pinnwand: Motor und Generator Wirkungsgrad von Motor und Generator Versuche und Aufträge: Motor und Generator. 115 Streifzug: Zwei besondere Motoren Versuche und Aufträge: Eigenbau-Elektromotor. 117 Streifzug: Wind-Energie-Anlage (WEA) Der Transformator Gleichspannung Wechselspannung Streifzug: Lautsprecher und Mikrofon Der Transformator als Spannungswandler Pinnwand: Besondere Trafos Der Transformator als Energieüberträger Streifzug: Die elektrische Zahnbürste Übertragung elektrischer Energie durch Hochspannung Gefahren und Schutzmaßnahmen Erdschluss und Schutzerdung Streifzug: Sicherheit im Haushalt Streifzug: Wirkungen des elektrischen Stroms auf den Menschen Streifzug: Die Väter der Elektrik Grundwissen: Elektrotechnik Vertiefung: Elektrotechnik Bewegungen Projekt: Geschwindigkeitsmessung Projekt: Bremswege Projekt: Grafische Darstellung von Bewegungen 136 Projekt: Bewegungen in Sport, Alltag und Natur. 137 Projekt: Windgeschwindigkeiten Bewegungen Geradlinige Bewegung krummlinige Bewegung Hin- und Herbewegung Beschreibung von Bewegungen Versuche und Aufträge: Bewegungen Die Geschwindigkeit Versuche und Aufträge: Geschwindigkeit Von der Durchschnittsgeschwindigkeit zur Momentangeschwindigkeit Versuche und Aufträge: Durchschnitts- und Momentangeschwindigkeit Streifzug: Bewegung ist relativ Werkzeug: Erstellen und Interpretieren von Diagrammen Werkzeug: Messen Darstellen Interpretieren. 145 Die Beschleunigung Bewegungsgleichungen Pinnwand: Beschleunigungen und Verzögerungen Versuche und Aufträge: Messen wie die Fledermäuse das CBR Versuche und Aufträge: Beschleunigungen Streifzug: Geschwindigkeit im Straßenverkehr. 152 Grundwissen: Bewegungen Vertiefung: Bewegungen

5 Spektrum PHYSIK Niedersachsen 7/8 (Best-Nr ) Kräfte Vorwissen Projekt: Schneller Höher Weiter Projekt: Kräfte im Brückenbau Projekt: Kraft in der Sprache Anhang Stichworte Bildquellen Kräfte und ihre Wirkungen Bewegungsänderungen Formänderungen Beispiele für Kräfte Reibung Versuche und Aufträge: Reibung und wenn keine Kräfte wirken? Ein Körper zwei Kräfte Streifzug: Verkehrssicherheit Kraftmessung Wie groß ist eine Kraft? Das Hooke sche Gesetz Versuche und Aufträge: Dehnung von Federn und Drähten Kennzeichen von Kräften Kraftdarstellung durch Pfeile Besondere Kräfte Die Gewichtskraft Eine Kraft, die nur nach unten wirkt Streifzug: Schwerelosigkeit Masse und Gewichtskraft Streifzug: Wie genau nehmen wir es mit Zahlen? Wechselwirkungskräfte Durchblick: Wechselwirkungskräfte und Gleichgewichtskräfte Streifzug: Zwei ganz besondere Kräfte Pinnwand: Kräfte bei Pflanzen Zusammensetzen und Zerlegen von Kräften Zwei Kräfte eine Wirkung Werkzeug: Kräfteaddition Versuche und Aufträge: Kräfteaddition Eine Kraft mehrere Komponenten Werkzeug: Kräftezerlegung Streifzug: Segeln gegen den Wind Werkzeug: Dynamische Geometriesoftware Durchblick: Vom Fragen zum Wissen Streifzug: Die Väter der Mechanik Grundwissen: Kräfte Vertiefung: Kräfte