Inhalt. Vorwort 13. Teil I: Wärmelehre. 1 Wärme 15

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1 Vorwort 13 Teil I: Wärmelehre 1 Wärme 15 2 Temperatur und Ausdehnung Ein Heißluftballon oder (gasige) Körper dehnen sich bei Temperaturerhöhung aus Eine theaterpädagogische Umsetzung zum Heißluftballon: ein Gefängnisausbruch Dichte Temperaturempfinden Bau eines Gasthermometers Ausdehnung von Festkörpern Experimente mit flüssigem Stickstoff 34 3 Erster Hauptsatz und Modellvorstellung Der erste Hauptsatz der Wärmelehre Brown'sche Molekularbewegung unter dem Mikroskop und im Schülermodell Was ist Wärme? Geordnete und ungeordnete Teilchenbewegung im Schülermodell Thermalisieren und Entwerten von Energie 44 4 Wärme unterwegs Wärme unterwegs Die Wege der Wärme mit den Händen Beispiel zur Konvektion: Flug eines Teebeutels Eine Turbine - Konvektion Wasser siedet in einem Papierbecher - Wärmeleitung, Verdampfungswärme 53 5 Wärmekapazität Wärmekapazität und ein Eimer für die Wärme Schülerexperiment zur Bestimmung der Wärmekapazität 58 Bibliografische Informationen digitalisiert durch

2 5.3 Wärmeleitung und Wärmekapazität Theoretisches: Abstraktion ist die Kunst zu denken, was nicht existiert 61 6 Verborgene Energie Warum kühlt ein Eiswürfel? Von Eis zu Dampf im Schülermodell Kältemischung Kühlung durch Alkohol Physik genießen: Vanilleeis mit heißen Himbeeren Ein Geldschein brennt - Siedepunkt und Verdampfungswärme Abschätzung der Verdampfungswärme 77 7 Wärmelehre mit den Händen 79 8 Kinetische Castheorie und die allgemeine Casgleichung Modellbildung: Druck und Temperatur im Mikrokosmos der Teilchen Gesetz von Boyle und Mariotte (p V = konst) Gesetz von Gay-Lussac (^ = konst) Gesetz von Amontons ( = konst) Abschließende Betrachtung 87 Teil II: Mechanik 9 Trägheit und gleichförmige Bewegung Der Trägheitssatz Physik und Science Fiction Experimente zur Trägheit Die einfachste Form der Bewegung Die gleichförmige Bewegung mit der Bahn Geschichten und Diagramme Längenmessung mit der Uhr Nachstellen von t-s Diagrammen Die gleichmäßig beschleunigte Bewegung Die Bewegungsgleichungen s = ^a t 2 und v = a t Der freie Fall 121

3 10.3 Die eigene Reaktionszeit Die Grundgleichung der Mechanik im Schülerexperiment Fragestellung und Vermutung Durchführung Fehlerquellen Alternative: Skateboard statt Auto Kräfte Addition von Kräften Vektoren Zurück zu den Kräften: Skalare und Vektoren Kräftezerlegung Reibungskräfte Experimentelles Forschen: eine Formel für die Reibung Einführung des Reibungskoeffizienten Rutschender Schuh - Haftreibungskoeffizient Kräfte an der geneigten Ebene Eine Talfahrt - experimentelle Befunde Hangabtriebskraft an der geneigten Ebene Theoretische Begründung der Massenunabhängigkeit bei der Talfahrt Kreisbewegung Einführung Beschreibung von Drehbewegungen Zentripetalkraft Versteckte Daten oder die Mindestgeschwindigkeit im Looping Ein Kreisel im Weltraum: künstliche Schwerkraft Ein Kreisel auf der Erde Muss man sich als Radfahrer in die Kurve legen? Karussell (Drehfrequenzregler) Energie Galileisches Hemmungspendel im Diskurs Richard P. Feynman und der Glaube an den Energieerhaltungssatz 184

4 16.3 Bezugssysteme Lage- und Bewegungsenergie Rechnen mit Energie - Zeitfragen bleiben ohne Antwort Emmy Noether: Zeit, Symmetrie und der Energieerhaltungssatz Die Masse kürzt sich heraus Ein Exkurs über die schnellste Bahn Bungee-Sprung und Spannenergie Leistung Impulserhaltung oder der Traum vom Fliegen actio = reactio Die Eroberung des Luftraums Rückkehr zur Raumstation oder die Einführung des Impulses Raketenantrieb Streichholzrakete Fragen an die Streichholzrakete - von einfachen Übungen bis zu komplexen Schülerarbeiten Elastischer Stoß und größere Herleitungen Ein Kapitel, das eigentlich an den Anfang der Mechanik gehört Materialausgabe und Organisation Erinnerung an die Kindheit - Materialerkundung Fragen statt Antworten 234 Teil III: Umsetzung von Croßprojekten - Physik am Rande des Bildungsplanes 19 Eine Kettenreaktion verbindet die Klassen 7a und 7c Das Faltblatt oder Aufgaben, Regeln und Gründe für die Kettenreaktion Hintergrund und didaktische Ziele Die Bedeutung der Presse Planung Der Aufbau Das Ereignis

5 I Inhalt 20 Techno-Quenstedt - ein Experiment aus Experimenten Hintergrund Werbung und Faltblatt Einrichtung der Themenräume Die Anleitungen Organisation Beispiele der Umsetzung einiger Experimente Presse und Öffentlichkeitsarbeit Stunden und 56 Minuten - Naturphänomene für die Oberstufe Das Faltblatt Planung Einige Experimente Bericht eines Schülers im NEON Magazin Landesschau und Presse 267 Ein Paradigmenwechsel - Abenteuer einer neuen Didaktik 269 Literatur