Foto im Grid: Pixabay, 378383, CC0 1.0
In den nächsten Abschnitten findet ihr für die verschiedenen Begriffe des Themenbereiches Mechanische Energie Materialien und Aktivitäten. Wenn ihr diese durcharbeitet, macht Notizen in euer Heft, auch Zeichnungen sind sehr empfehlenswert. Notiert euch insbesondere bei der Bearbeitung auftretende Fragen.
In diesem Abschnitt findest du einige LearningApps und ein Glossar zu den verschiedenen Energieformen.
Schreibe in das Glossar Beispiele für verschiedene Energieformen, wie du sie im Alltag findest. Die Einträge werden in zufälliger Reihenfolge in einem Block unterhalb des Kurses angezeigt.
Die Einträge in diesem Glossar sollen Beispiele für Alltagssituationen sein, in denen bestimmte Energieformen eine Rolle spielen. Wenn dir etwas auffällt, schreibe einen Eintrag. Deine Lehrerin, dein Lehrer bekommt den Eintrag dann zur Prüfung und kann ihn freigeben.
Denke daran, dass du nur Bilder aus dem Internet nutzt, die zur Wiederverwendung freigegeben sind. Deine Lehrerin, dein Lehrer kann dir Tipps geben, wo du solche Bilder findest.
von Birgit Henrichs, zur Verfügung gestellt auf LearningApps.org
von Herbert Deininger, zur Verfügung gestellt auf LearningApps.org
von Herbert Deininger, zur Verfügung gestellt auf LearningApps.org
In diesem ersten Abschnitt kannst du dir die im Unterricht behandelten Energieformen verdeutlichen. Im Mittelpunkt stehen dabei die mechanischen Energieformen: Bewegungsenergie (kinetische E.), Höhenenergie (potenzielle E.) und Spannenergie.
Diese werden ineinander umgewandelt, aber denke daran:
Energie verschwindet nie!
Bei jedem der grundlegenden GeoGebra-Applets findest du eine Aufstellung der wesentlichen Begriffe, die dort vertieft werden. Achte insbesondere auch auf die Diagramme, welche die Energieformen darstellen.
Hier findest du einen Link zu einem Physik-Applet (Physlet) der Universität Colorado zur Umwandlung von Energie. Lade es dir herunter und probiere, was du alles umwandeln kannst.
Dieses schöne Applet der Universität Colorado verdeutlicht sehr schön die Energieumwandlungen für einen Skateboardfahrer in der Halfpipe.
Die Energieformen und -erhaltung beim Sprung vom Sprungturm werden anhand dieses interaktiven GeoGebra-Arbeitsblattes deutlich gemacht. Lies dir die Anweisungen aufmerksam durch und bearbeite sie der Reihe nach.
Wesentliche Begriffe: Energieformen und deren Umwandlung, Bewegungs- und Höhenenergie, Energieerhaltung
Die Energieformen und -erhaltung beim Bungee-Sprung werden anhand dieses interaktiven GeoGebra-Arbeitsblattes deutlich gemacht. Lies dir die Anweisungen aufmerksam durch und bearbeite sie der Reihe nach.
Wesentliche Begriffe: Spannenergie, Bewegungs- und Höhenenergie, Energieerhaltung
Anwendung zu den mechanischen Energieformen und deren Umwandlung ineinander am Beispiel Bogenschießen. Lies dir die Anweisungen aufmerksam durch und bearbeite sie der Reihe nach.
Wiederholung/Vertiefung: mechanische Energieformen, Energieumwandlung und -erhaltung
Dieses schöne Applet der Universität Colorado verdeutlicht schön den Zusammenhang zwischen Höhenenergie und Bewegungsenergie beim Schießen mit einer Kanone... und macht Spaß!
Ein kleiner Ausblick, wozu die Energieerhaltung führen kann. Sogar die beiden kosmischen Geschwindigkeiten, die Körper erreichen müssen, um die Erde umkreisen oder sogar verlassen zu können, können an diesem Applet abgelesen werden.
In diesem Abschnitt werden die Gleichungen hergeleitet, die die bekannten mechanischen Energieformen - Höhenenergie und Bewegungsenergie - beschreiben.
Schon mal zum Thema: Wovon hängt denn ab, welches der Werkzeuge im Bild links am gefährlichsten ist, wenn es dir auf den Fuß fällt? Kannst du das allgemein sagen oder brauchst du bestimmte Informationen?
Schönes Applet der Universität Colorado zu den Begriffen Kraft, Geschwindigkeit, Beschleunigung und Reibung - zum Wiederholen des Grundwissens und zur Vorbereitung auf den Begriff der Bewegungsenergie.
Schöne Darstellung der Proportionalitäten, die auf die Formel für die Höhenenergie führen.
Wesentliche Begriffe: Proportionalität, Masse, Gewichtskraft, Höhendifferenz, Fallbeschleunigung (Ortsfaktor)
Bestimmung der Formel zur Beschreibung der Bewegungsenergie anhand der Beobachtung und Analyse der Schwingung eines Fadenpendels. Nutze die Umwandlung von Bewegungsenergie in Höhenenergie und umgekehrt.
In diesem Applet geht es um die Umwandlung von Bewegungsenergie in Höhenenergie. Damit kann die entsprechende Formel für die Bewegungsenergie begründet werden.
Lade dir das Arbeitsblatt herunter und bearbeite es entweder am Computer oder drucke es dir aus und bearbeite es auf Papier.
In diesem Abschnitt kannst du dir die im Unterricht behandelte "Goldene Regel der Mechanik" verdeutlichen, insbesondere am Beispiel des Flaschenzugs.
Aber auch im Alltag nutzt du die Goldene Regel der Mechanik. Was könnte sie mit den Schrauben auf dem Bild links zu tun haben? Fallen dir andere Werkzeuge im Haus und im Garten ein, die die Goldene Regel der Mechanik nutzen?
Externes GeoGebra-Arbeitsblatt zur schiefen Ebene.
Schau dir die schönen Animationen auf LeifiPhysik zum Thema Flaschenzug an und lies die nebenstehenden Texte aufmerksam durch. Erkläre anhand der letzten Animationn den Namen "Flaschenzug"
Externes GeoGebra-Arbeitsblatt zu Flaschenzug. Sehr schön dargestellt sind hier die Anzahl der tragenden Seile sowie Kräfte und Strecken.
Schönes Java-Applet von Walter Fendt zum Thema Flaschenzug. Insbesondere das Gewicht der Flaschen selber ist hier einstellbar, so dass der Wirkungsgrad einberechnet werden kann.
Ein sehr schönes Applet (inklusive Spiel) der Universität Colorado zum Thema Hebel am Beispiel einer Wippe.
In diesem Abschnitt findet ihr eine alte Stegreifaufgabe, eine Schulaufgabe mit vorher ausgegebenem Übungsblatt von 2009 und eine Probeschulaufgabe zum selbstständigen Üben. Bis auf die Stegreifaufgabe sind für alle Übungen auch die Lösung angegeben.
In diesem Abschnitt kannst du dir die im Unterricht behandelten Themen zum Gebiet "Druck" verdeutlichen, neben der hydraulischen Presse als weitere Anwendung der goldenen Regel der Mechanik insbesondere auch Schweredruck und Auftrieb.
Im Bild links siehst du, wie man ganz entspannt mit "Druck" umgehen kann.