VORSCHAU. Inhalt. Vorwort Grundlagen

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1 Inhalt Vorwort Grundlagen Gleichungen Gleichungen Lösungen Rätsel Sudoku Lösungen Magisches Dreieck Magisches Dreieck Lösungen Einheiten Einheiten Lösungen Mechanik Kräfteparellelogramm Kräfteparellelogramm Lösungen Druck Druck Lösungen Rätsel Sudoku Lösungen Hebebühne Hebebühne Lösungen Bewegung Fahrschule Fahrschule Lösungen Anhalteweg Anhalteweg Lösungen Vergleich Faustformel-Physik Sudoku Lösungen Gravitation Gravitation Lösungen Gravitation Rätsel Lösungen Elektrizität Ersatzwiderstand Ersatzwiderstand Lösungen Mit Widerständen rechnen Mit Widerständen rechnen Lösungen Sudoku Rätsel Lösungen Transformator Transformator Lösungen Energie Hubarbeit Höhenenergie Höhenenergie Lösungen Sudoku Rätsel Lösungen Bewegungsenergie Bewegungsenergie Lösungen Energieumwandlung Energieumwandlung Lösungen Energieumwandlung Energieumwandlung Lösungen Radioaktivität Radioaktive Strahlung Radioaktive Strahlung Lösungen Rätsel Zerfallsreihe Lösungen Zerfallsreihe Zerfallsreihe Lösungen Zerfall Zerfall Lösungen Zerfall Lösungen Abbildungsverzeichnis

2 Vorwort Das gehört zum Schulalltag: Kurzfristig muss eine Lehrkraft, die gerade Zeit hat, für eine Vertretungsstunde einspringen. Der Grundgedanke ist, dass diese Lehrkräfte, die kurzfristig teilweise sogar fachfremd (!) Vertretungsunterricht erteilen müssen, eine Sammlung von Unterrichtsmaterialien für das Fach Physik erhalten, die die wesentlichen Inhalte der Jahrgangsstufen 9 und 10 wiedergibt. Diese Folien und Kopiervorlagen ermöglichen es Ihnen, schnell eine thematische Auswahl zu treffen und damit eine Physikstunde zu unterrichten, die den gerade behandelten Stoff fortführt oder bereits behandelte Inhalte wiederholt und sowohl für leistungsschwächere als auch für leistungsstärkere Schülerinnen und Schüler geeignet ist. Daher wurden die einzelnen Inhaltsbereiche thematisch eng eingegrenzt, um eine möglichst leichte Zuordnung zu ermöglichen. Zu jeder Stunde existieren in der Regel drei Arbeitsblätter: Das erste Arbeitsblatt enthält eine Kopiervorlage, die zum Erstellen einer Folie zum Einsatz auf dem Overhead-Projektor, als Vorlage zum Entwickeln eines Tafelbildes oder als Arbeitsblatt, das in die Thematik einführt, dient. Auf dieser Vorlage sind die für die jeweilige Thematik grundlegenden Zusammenhänge dargestellt, um einerseits der Lehrkraft fachspezifische Hinweise und den Schülerinnen und Schülern eine kurze Wiederholung von bereits gelerntem Wissen bzw. eine Einführung in die Thematik zu geben. Dies ist unter anderem für die nachfolgende Bearbeitung des dazugehörigen Arbeitsblattes wichtig. Das zweite Arbeitsblatt enthält Übungsaufgaben. Für schwächere Schülerinnen und Schüler wurde ein Großteil der Aufgaben aus dem Bereich Reproduzieren aufgenommen. Leistungsstärkere Schülerinnen und Schüler erhalten zudem durch Knobelaufgaben oder durch Aufgabenformate aus anderen Bereichen am Ende des Arbeitsblattes die Möglichkeit, weitere Kompetenzen zu entwickeln bzw. auszubauen (z. B. Hypothesen bilden, Schlussfolgerungen ziehen). Das dritte Arbeitsblatt enthält die Lösungen für die Lehrkraft. Durch die Gestaltung der Lösungsblätter können diese auch als Kopiervorlagen zur Bereitstellung von Lösungsseiten im Sinne einer Selbstkontrolle eingesetzt werden. Durch diese Vorgehensweise wird es gerade auch fachfremden Lehrkräften ermöglicht, passend zur Lerngruppe, ausgewählte Inhaltsbereiche im Vertretungsunterricht zu thematisieren. In diesem Buch werden die folgenden Themenbereiche behandelt: Grundlagen Mechanik Bewegung Elektrizität Energie Radioaktivität 4

3 Persen Verlag 5 Gleichungen lösen 1. Einfache Gleichungen 2. Gleichungen mit Brüchen Gegeben: W = U I t Gesucht: U W = U l t : (I t) Gegeben: = l 2 Gesucht: = l 2 l 1 l 1 Grundlagen Gleichungen 1

4 Gleichungen 2 Grundlagen 1. Forme die gegebene Gleichung so um, dass die gesuchte Größe berechnet werden kann. gesucht Gleichung a) b) c) d) 1 W = U I t U I t 2 p = ρ h g ρ h g 3 W pot = m g h m h g 4 F A = ρ V g ρ V g 5 Δl = a l 0 Δϑ a l 0 Δϑ = l 2 l 1 l 2 l 1 U 1 = N 1 U 1 U 2 N 1 N 2 U 2 N 2 9 R = ρ l A = A 1 A 2 A 1 A 2 ρ l A 10 u = u 0 gt u 0 g t 2. Forme zunächst die Gleichung um und setze dann die gegebenen Werte ein. a) Gegeben: U = R I, U = 220 V; R = 1100 Ω; gesucht: I b) Gegeben: = 100 N, = 75 N, l 1 = 4 m, gesucht: l 2 6 Persen Verlag

5 Persen Verlag Gleichungen 1 U = W l t = l 1 l 2 = l 1 l 2 W l t = U = l 1 F 1 l 2 W = U l t : (I t) = l 2 Kehrwerte bilden l 1 Gesucht: U Gesucht: F2 F2 l1 Gegeben: W = U I t Gegeben: = l 2 1. Einfache Gleichungen 2. Gleichungen mit Brüchen Gleichungen lösen Gleichungen 2 Nr a) U = W b) I = W l t U t p 2. a) ρ = h g 3. a) m = W pot g h F A 4. a) ρ = V g Δ l 5. a) a = l 0 Δϑ p b) h = ρ g b) h = W pot m g F A b) V = ρ g Δ l b) l 0 = a Δϑ 6. a) = l 2 b) = l 1 l 1 c) l 1 = l 2 d) l 2 = l 1 7. a) U 1 = N 1 U 2 b) U 2 = N 2 U 1 N 2 N 1 c) N 1 = U 1 N 2 d) N 2 = U 2 N 1 U 2 U 1 8. a) = A 1 b) = A 2 A 2 l 2 A 1 c) A 1 = A 2 d) A 2 = A 1 9. a) ρ = R A l b) l = R A ρ 10. a) u 0 = u + gt b) g = u 0 u t Nr. 2 a) l = U R 1100[ = 220 Ω] V = 0,2 A b) l 2 = l 1 = [ m N N ] = 8 m c) t = W U I p c) g = h ρ c) g = W pot m h F A c) g = ρ V c) Δϑ = Δ l a l 0 c) A = ρ l R c) t = u 0 u g Grundlagen Lösungen 7

6 Kräfteparallelogramm 1 Mechanik Schlepper 1 Schiff Kräfteparallelogramm Schlepper 2 Persen Verlag 17

7 Kräfteparallelogramm 2 Mechanik Kraftvektoren 1. Zeichne den resultierenden Kraftvektor und beschrifte ausführlich. Schlepper 1 Schiff 2. Zeichne zwei Kraftvektoren, die an einem Punkt angreifen. Bestimme die resultierende Kraft. a) = 10 N; = 4 N und der Winkel zwischen den Vektoren beträgt 25. b) = 8 N; = 5 N und der Winkel zwischen den Vektoren beträgt 60. Nutze einen Maßstab von 1 N 1 cm. 3. Zeichne den resultierenden Kraftvektor und beschrifte ausführlich. F 3 Schlepper 2 18 Persen Verlag

8 Schlepper Lösungen Mechanik Kräfteparallelogramm 2 Schlepper 1 Nr. 1 Kraftpfeil Angriffspunkt Ersatzkraft F Schiff Kraftpfeil Schlepper 2 Nr. 2 F R Kräfteparallelogramm Angriffspunkt Schlepper 1 Schiff Kraftpfeil Ersatzkraft F Schlepper Kräfteparallelogramm 1 F R Nr Schritt 1. Schritt F 3 F 3 F F F R1 1 F R2 R1 Kraftpfeil Schlepper 2 Persen Verlag 19

9 62 Persen Verlag Bewegungsenergie beim Sprung im Kunstturnen Bewegungsenergie (E B ) Ein bewegter Körper kann Arbeit leisten: z. B. im Sport (siehe Bild), bei der Arbeit (Hammer) im Straßenverkehr (verbeultes Auto). Die Bewegungsenergie eines Körpers ist umso größer, je größer: und sind. Beispiel: Energie Bewegungsenergie 1

10 Bewegungsenergie 2 Energie 1. Berechne die Bewegungsenergie aller Lebewesen und Fahrzeuge in der folgenden Tabelle. Runde die Geschwindigkeit in m/s auf zwei Stellen hinter dem Komma. Die Bewegungsenergie muss nur bei kleinen Werten mit Kommastellen angegeben werden. 100-m-Läufer ,72 Auto Bär Barrakuda Biene 0, Blauwal Brieftaube 0,4 105 Bugatti Veyron Delfin Elefant Fahrradfahrer Formel Gazelle Gepard Giraffe Libelle 0, Mauersegler 0, Mensch (Wasser) Nashorn Masse Geschwindigkeit Bewegungsenergie kg km/h m/s Joule Pferd Schildkröte 900 0,37 Schnecke 0,0001 0,027 Schwertfisch Seelöwe Stechmücke 0, ,4 Storch 4 45 Strauß Thunfisch Wanderfalke 1,3 140 Wanderfalke (Sturzflug) 1,3 320 Persen Verlag 63