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

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1 Vorwort 13 Teil I: Wärmelehre 1 Wärme 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 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 Wärme unterwegs Verschiedene Wege für die Wärme Die Wege der Wärme mit den Händen Beispiel zur Konvektion: Flug eines Teebeutels Eine Turbine Konvektion Wasser siedet in einem Papierbecher Wärmeleitung, Verdampfungswärme Wärmekapazität Wärmekapazität und ein Eimer für die Wärme Schülerexperiment zur Bestimmung der Wärmekapazität Wärmeleitung und Wärmekapazität

2 5.4 Theoretisches: Abstraktion ist die Kunst zu denken, was nicht existiert 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 Wärmelehre mit den Händen Kinetische Gastheorie und die allgemeine Gasgleichung Modellbildung: Druck und Temperatur im Mikrokosmos der Teilchen Gesetz von Boyle und Mariotte (p V = konstant) Gesetz von Gay-Lussac ( V = konstant) T 8.4 Gesetz von Amontons ( P = konstant) T 8.5 Abschließende Betrachtung 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 = 1 2 a t 2 und v = a t Der freie Fall Die eigene Reaktionszeit

3 11 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 Massen unabhängigkeit 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 Bezugssysteme

4 16.4 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 Teil III: Umsetzung von Großprojekten 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 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 Ein Paradigmenwechsel Abenteuer einer neuen Didaktik Literatur