Fachlehrplan-Physik TALS

Bildungszentrum für Technik Frauenfeld
Berufsmaturitätsschule
Fachlehrplan Physik Berufsmaturität Technik, Architektur, Life Sciences

Allgemeine Bildungsziele
Der naturwissenschaftliche Unterricht beinhaltet Biologie, Chemie und Physik und hat zum Ziel, die
Neugier für alltägliche Phänomene zu wecken. Er schärft das Beobachten, Analysieren, Abstrahieren,
Interpretieren und das logische Denken und befähigt die Lernenden zu deduktiven Gedankengängen.
Der Unterricht orientiert sich an den drei Hauptbereichen Natur, Wissenschaft und Mensch:

Natur: Die Lernenden werden mit den natürlichen Prozessen vertraut. Sie verfeinern ihre ganzheitliche Sicht dieser Prozesse und werden zu einem umweltbewussten Verhalten ermutigt.

Wissenschaft: Die Lernenden werden an die stringente und exakte Denkweise der Wissenschaft
sowie an die Methoden wissenschaftlichen Arbeitens herangeführt, wobei Experiment, Modellierung und Anwendung miteinander verbunden werden. Sie eignen sich das nötige Grundwissen
an, um eigene Überlegungen zum Thema Technologie und Umwelt anzustellen, mit Sicht auf eine nachhaltige Entwicklung.

Mensch: Die Lernenden erkennen sich im Umgang mit den Naturwissenschaften selbst und erhalten Anhaltspunkte für die Gesunderhaltung des Menschen und seiner Umwelt.
Der Physikunterricht verhilft dazu, natürliche Erscheinungen zu verstehen und in einem grösseren
Denkzusammenhang zu betrachten. An Experimenten erfassen die Lernenden physikalische Gesetze und wenden sie mathematisch an.
Gesamthaft vermittelt der Unterricht in den naturwissenschaftlichen Fächern den Lernenden die
Grundlagen der Wissenschaftskultur und lässt das Verständnis für die Wichtigkeit und für die Bedeutung der Naturwissenschaften in ihren Beziehungen zu Gesellschaft, Technik, Umwelt, Wirtschaft und
Politik reifen. Die Lernenden erwerben die notwendigen konzeptionellen Werkzeuge, um sich mit Ihresgleichen über Themen mit Wissenschaftsbezug auszutauschen und werden dadurch in gesellschaftlich bedeutsame Debatten eingeführt.
Generell stehen die Naturwissenschaften im Zentrum technologischer Entwicklungen und ihrer Realisierung (Produktion, Nutzung, Entsorgung). Sie bieten eine vorzügliche Gelegenheit, auf interdisziplinäre Weise an Fragen der nachhaltigen Entwicklung heranzutreten.

Überfachliche Kompetenzen
Die Lernenden werden in den folgenden überfachlichen Kompetenzen besonders gefördert:

Reflexive Fähigkeiten: Phänomene untersuchen, verknüpfen und ganzheitlich betrachten; sich
eine Meinung zu einem aktuellen Thema bilden; ethische Fragen zum Verhältnis von Experimentalwissenschaften, Mensch und Umwelt diskutieren; kritische Auseinandersetzung mit den in den
Medien verbreiteten Informationen

Sozialkompetenz: Aufgaben im Team erarbeiten

Sprachkompetenz: Naturwissenschaftliche Fachbegriffe klar verstehen und präzise verwenden;
einfache wissenschaftliche Texte verstehen und zusammenfassen; sich in verschiedenen Fachsprachen ausdrücken und diskutieren

Interessen: Interesse und Neugier gegenüber wissenschaftlichen Fragen entwickeln; für Fragen
zur Umwelt, Technologie, nachhaltigen Entwicklung und Gesundheit zugänglich sein
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Schullehrplan 2015
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Berufsmaturitätsschule



Umgang mit Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT-Kompetenzen): Informationen
zu wissenschaftlichen und insbesondere naturwissenschaftlichen Themen gezielt recherchieren
Empfohlene Lehrmittel

Fachgruppeninternes Skript

Formelsammlung: Fundamentum Mathematik und Physik
Lerngebiete, Teilgebiete und fachliche Kompetenzen
Die fachlichen Grundkompetenzen entsprechen den minimalen Anforderungen an die Lernenden am
Ende ihres Lehrganges zur Berufsmaturität. Im Fach Naturwissenschaften werden folgende fachlichen Grundkompetenzen entwickelt:

das internationale Einheitssystem (SI) in physikalischen Berechnungen anwenden und die erforderlichen Umwandlungen von Einheiten durchführen.

die Grössenordnung von Ergebnissen voraussehen und deren Relevanz abschätzen

natürliche Phänomene mit Hilfe wissenschaftlicher Konzepte beschreiben.

die in grafischen Darstellungen enthaltenen Informationen qualitativ interpretieren, insbesondere
die Begriffe «Steigung» und «Integral».

wissenschaftliche Modelle innerhalb ihres Anwendungsbereichs anwenden.

eine naturwissenschaftliche Beobachtung selbstständig beschreiben

Experimente selbstständig durchführen, auswerten und in einem Bericht darstellen

technische Geräte mit Bezug zu den Unterrichtsfächern benutzen
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Berufsmaturitätsschule
Lerngebiet
nach RLP-BM
Lektionen
BM1 - dreijährige Ausbildung
3. Semester
Mechanik (Physik)
Kinematik des
Schwerpunktes
4
4.1
100
32
Statik von Festkörpern
4.4
8
Thema
Version: 03.12.2014
Dok:
40 Lektionen
Unterrichtsinhalte / Konkretisierungen
Grundlagen:
 Physikalische Grössen, SI-Einheit, wissenschaftliche Darstellung
Begriffe und Definitionen:
 Betrachten von Körpern als Massenpunkte (Begriff
Schwerpunkt: siehe Statik)
 Bahnkurve des Massenpunkts eines starren Körpers
 Durchschnittsgeschwindigkeit und
Momentangeschwindigkeit
 Beschleunigung und Verzögerung
Relativ- und Absolutbewegungen (konstante Geschwindigkeiten):
 vektorielle Addition von zwei konstanten Geschwindigkeiten
Geradlinige Bewegung:
 Interpretieren der s-t-, v-t- und a-t-Diagramme
 allgemeine Funktionsgleichung für die gleichmässig beschleunigte Bewegung
Spezialfälle:
 gleichförmige Bewegung
 beschleunigte Bewegung aus dem Stillstand
 beschleunigte Bewegung mit Anfangsgeschwindigkeit
 kombinierte Bewegungen
 freier Fall und senkrechter Wurf
Kreisbewegung:
 Periodendauer und Frequenz
 Drehzahl
 Winkelgeschwindigkeit
 Umfangsgeschwindigkeit
Allgemeines:
 Kraft als Vektor (Betrag, Richtung und Wirkungslinie)
 Addition und Zerlegung von Kräften
 Betrag des Drehmoments
 Schwerpunkt
 Unterschied Masse und Gewicht
 drittes Newtonsches Axiom: Actio = Reactio
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BM1 - dreijährige Ausbildung
4. Semester
Lerngebiet
nach RLP-BM
Lektionen
Unterrichtsinhalte / Konkretisierungen
Statik von Festkörpern
4.4
8
Dynamik
4.2
6
Kinematik des
Schwerpunktes
4.1
5
Dynamik
4.2
5
Kräfte auf einen Festkörper:
 Schwerkräfte
 Auflagekräfte
Statisches Gleichgewicht eines Körpers:
 Kräftegleichgewicht
 Momentengleichgewicht
Allgemeines:
 Indirekte Definition der Kräfte über ihre Wirkung: Bewegungsänderung, Deformation
 erstes Newtonsches Axiom: Trägheitsprinzip
 Beschreiben der Reibung (Haften, Gleiten, Rollen)
Geradlinige Bewegung (gleichförmige und gleichmässig beschleunigte Bewegung):
 Anwenden des zweiten Newtonschen Axioms auf Mehrmassensysteme
 Berechnen der Kräfte zwischen einzelnen Massen
 Definition der Reibungskraft mit der Normalkraft
Parabolische Bewegung:
 horizontaler Wurf
 schiefer Wurf
 Berechnen des Flugbahnwinkels
 Berechnen der Momentangeschwindigkeit
Kreisbewegungen:
 Berechnen der Zentripetalkraft
 Durchfahren einer horizontalen Kurve
 Durchfahren einer vertikalen Kurve („Looping“)
Thema
Version: 03.12.2014
Dok:
40 Lektionen
Seite 4/25
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Schullehrplan 2015
Thema
Lerngebiet
nach RLP-BM
Lektionen
Bildungszentrum für Technik Frauenfeld
Berufsmaturitätsschule
Unterrichtsinhalte / Konkretisierungen
Energie
4.3
16
Allgemeines:
 Unterscheiden zwischen Energie und Energieträger
 Energieeffizienz als Wirkungsgrad der Energieumladung
von Träger zu Träger inkl. Wärmeproduktion
Begriff:
 Definition der Arbeit
 Arbeit als Fläche im F-s-Diagramm
Spezialfälle:
 Hubarbeit
 Reibungsarbeit
 Federspannarbeit
 Beschleunigungsarbeit
 Kombinationsmöglichkeiten; z.B. Aufwärtsziehen eines
Körpers auf schiefer Ebene
Begriff:
 Mechanische Energie als Fähigkeit, Arbeit zu verrichten
Energieformen (mechanisch):
 Lageenergie (potenzielle Energie, Energie im Gravitationsfeld)
 Federspannungsenergie
 Bewegungsenergie (kinetische Energie)
Verwendete Einheiten der Energie:
 J und kWh
Prinzip der Energieerhaltung: Die Gesamtenergie eines abgeschlossenen Systems ändert sich nicht mit der Zeit. Es ist nicht
möglich, innerhalb eines abgeschlossenen Systems Energie zu
erzeugen oder zu vernichten.
 Energieerhaltungssatz
 Definition des Wirkungsgrads
 Gesamtwirkungsgrad bei einer mehrfachen Energieübertragung und Energieumwandlung
Begriffe:
 Definition der Leistung
Mathematische Beschreibung eines physikalischen Prozesses
IDAF mit dem Fach
Mathematik:
(Note)
Förderung von überfachlichen Kompetenzen üfK
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Dok:
(3)
(2)


Thesenbildung
Zielformulierung
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Impuls
Dok:
Unterrichtsinhalte / Konkretisierungen
6
Fakultativ:
Allgemeines:
 Definition Impuls
 Kraftstoss
Prinzip der Impulserhaltung: Der Gesamtimpuls eines abgeschlossenen Systems ändert sich nicht mit der Zeit.
 Impulserhaltungssatz
 Stossarten: gerader unelastischer und elastischer Stoss
Allgemeines:
 Definition des Druckes
 Unterscheiden zwischen Absolut- und Relativdruck
Druck zwischen zwei Festkörpern:
 bei gegebener Kraft und der Kontaktfläche zwischen zwei
Körpern
Druck in Flüssigkeiten:
 Kolbendruck
 relativer Schweredruck in einer Flüssigkeit
 Absolutdruck
 Kommunizierende Gefässe als Anwendung für das „hydrostatische Paradoxon“
Pascalsches Gesetz:
 Anwenden des Gesetzes der allseitigen Druckausbreitung,
um z.B. die Kraftübersetzung in einer hydraulischen Presse
zu berechnen
Archimedisches Prinzip:
 Auftriebskraft für ganz und teilweise eingetauchte Körper
Hydrostatik
4.5
12
Thermodynamik
(Physik)
Temperatur
5.
30
5.1
4
Version: 03.12.2014
60 Lektionen
Lektionen
Thema
Lerngebiet
nach RLP-BM
BM1 - dreijährige Ausbildung
5. Semester
Allgemeines:
 Temperatur als intensive Grösse (Zustandsgrösse) erklären
Temperaturskalen:
 Celsius-Temperaturskala
 Kelvin-Temperaturskala (Thermodynamische Temperaturskala; Basiseinheit)
 Weitere Temperaturskalen möglich
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Thema
Lerngebiet
nach RLP-BM
Lektionen
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Berufsmaturitätsschule
Unterrichtsinhalte / Konkretisierungen
Wärme
5.2
18
Wärmeausdehnung
5.3
10
Wärmebilanz und thermisches Gleichgewicht:
 Wärme als extensive Grösse betrachten (Prozessgrösse)
 Temperaturdifferenz als Antrieb für den Wärmefluss betrachten
 Temperatur und Wärme im Teilchenmodell beschreiben
 Berechnen der Änderung der Wärmemenge bei thermischen Kontakt
Aggregatszustände:
 Unterscheiden zwischen den drei verschiedenen Aggregatszuständen fest, flüssig und gasförmig
 die Übergänge zwischen einzelnen Aggregatszuständen
und die damit verbundenen Wärmeaufnahme bzw. abgaben bei gleichbleibender Temperatur
Wärmebilanz und thermisches Gleichgewicht
Brennwert:
 Berechnen der frei gewordenen Wärmeenergie bei der
Verbrennung von festen und flüssigen Brennstoffen
Potential erneuerbarer Energieträger:
 z.B. Warmwassererzeugung über Solarkonstante
Wärmeausdehnung:
 Längenänderung
 Flächenänderung
 Volumenänderung
Modell des idealen Gases:
 allgemeines Gasgesetz
Einführung in andere Bereiche der
Physik
Wellen
6.
30
6.1
10
Version: 03.12.2014
Dok:
Schwingungen
 Beispiele von Schwingungen: Fadenpendel, Federpendel
 grafische und algebraische Beschreibung: Periode, Frequenz, Amplitude, Phasengeschwindigkeit
Wellen
 Übertragung von Schwingungen (gekoppelte Pendel)
 Beispiele von Wellen: stehende Welle (Saite), laufende
Welle (Wasser, Schall)
 grafische und algebraische Beschreibung von fortschreitenden linearen Wellen: zeitliche und räumliche Periode,
Phasengeschwindigkeit
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BM1 - dreijährige Ausbildung
6. Semester
Thema
Lerngebiet
nach RLP-BM
Lektionen
Unterrichtsinhalte / Konkretisierungen
Elektrizität
6.2
20
Grundlagen der Elektrizitätslehre
 Elektrische Ladung Q: mengenartige Grösse, Elementarladung
 Einheit der elektrischen Ladung
 Eigenschaften der Ladung: Gleichnamige Ladungen stossen sich ab, ungleichnamige Ladungen ziehen sich an.
 elektrisches Potenzial
 elektrische Spannung
 elektrische Stromstärke
 elektrische Arbeit
 elektrische Leistung und Arbeit bei konstanter Spannung
 elektrischer Widerstand
 Ohmsches Gesetz
Gefahren der Elektrizität (beispielsweise):
 Entzündungsgefahr infolge Wärmeentwicklung in stromdurchflossenen Geräten
 Zerstörungsgefahr bei Überspannung
 Stromfluss durch Personen bei der Berührung mit spannungsführenden Gegenständen
Schutzmassnahmen (z.B.):
 korrekt dimensionierte, gut isolierte und geschützte Kabel
verwenden
 Sicherungen, die den Stromkreis bei zu grossen Stromstärken unterbrechen
 Kontakt mit spannungsführenden Gegenständen vermeiden; Fehlerstromschutzschalter (FI), die den Stromkreis bei
falsch geleiteten Stromstärken unterbrechen
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Dok:
20 Lektionen
Seite 8/25
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Berufsmaturitätsschule
Lerngebiet
nach RLP-BM
Lektionen
BM1 - vierjährige Ausbildung
5. Semester
Mechanik (Physik)
Kinematik des
Schwerpunktes
4
4.1
100
32
Statik von Festkörpern
4.4
8
Thema
IDAF mit dem Fach
Mathematik:
(Note)
Version: 03.12.2014
Dok:
40 Lektionen
Unterrichtsinhalte / Konkretisierungen
Grundlagen:
 Physikalische Grössen, SI-Einheit, wissenschaftliche Darstellung
Begriffe und Definitionen:
 Betrachten von Körpern als Massenpunkte (Begriff
Schwerpunkt: siehe Statik)
 Bahnkurve des Massenpunkts eines starren Körpers
 Durchschnittsgeschwindigkeit und
Momentangeschwindigkeit
 Beschleunigung und Verzögerung
Relativ- und Absolutbewegungen (konstante Geschwindigkeiten):
 vektorielle Addition von zwei konstanten Geschwindigkeiten
Geradlinige Bewegung:
 Interpretieren der s-t-, v-t- und a-t-Diagramme
 allgemeine Funktionsgleichung für die gleichmässig beschleunigte Bewegung
Spezialfälle:
 gleichförmige Bewegung
 beschleunigte Bewegung aus dem Stillstand
 beschleunigte Bewegung mit Anfangsgeschwindigkeit
 kombinierte Bewegungen
 freier Fall und senkrechter Wurf
Kreisbewegung:
 Periodendauer und Frequenz
 Drehzahl
 Winkelgeschwindigkeit
 Umfangsgeschwindigkeit
Allgemeines:
 Kraft als Vektor (Betrag, Richtung und Wirkungslinie)
 Addition und Zerlegung von Kräften
 Betrag des Drehmoments
 Schwerpunkt
 Unterschied Masse und Gewicht
 drittes Newtonsches Axiom: Actio = Reactio
 Mathematische Beschreibung eines physikalischen Prozesses
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Berufsmaturitätsschule
BM1 - vierjährige Ausbildung
6. Semester
Lerngebiet
nach RLP-BM
Lektionen
Unterrichtsinhalte / Konkretisierungen
Statik von Festkörpern
4.4
8
Dynamik
4.2
6
Kinematik des
Schwerpunktes
4.1
5
Dynamik
4.2
5
Kräfte auf einen Festkörper:
 Schwerkräfte
 Auflagekräfte
Statisches Gleichgewicht eines Körpers:
 Kräftegleichgewicht
 Momentengleichgewicht
Allgemeines:
 Indirekte Definition der Kräfte über ihre Wirkung: Bewegungsänderung, Deformation
 erstes Newtonsches Axiom: Trägheitsprinzip
 Beschreiben der Reibung (Haften, Gleiten, Rollen)
Geradlinige Bewegung (gleichförmige und gleichmässig beschleunigte Bewegung):
 Anwenden des zweiten Newtonschen Axioms auf Mehrmassensysteme
 Berechnen der Kräfte zwischen einzelnen Massen
 Definition der Reibungskraft mit der Normalkraft
Parabolische Bewegung:
 horizontaler Wurf
 schiefer Wurf
 Berechnen des Flugbahnwinkels
 Berechnen der Momentangeschwindigkeit
Kreisbewegungen:
 Berechnen der Zentripetalkraft
 Durchfahren einer horizontalen Kurve
 Durchfahren einer vertikalen Kurve („Looping“)
Thema
Version: 03.12.2014
Dok:
40 Lektionen
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Thema
Lerngebiet
nach RLP-BM
Lektionen
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Unterrichtsinhalte / Konkretisierungen
Energie
4.3
16
Allgemeines:
 Unterscheiden zwischen Energie und Energieträger
 Energieeffizienz als Wirkungsgrad der Energieumladung
von Träger zu Träger inkl. Wärmeproduktion
Begriff:
 Definition der Arbeit
 Arbeit als Fläche im F-s-Diagramm
Spezialfälle:
 Hubarbeit
 Reibungsarbeit
 Federspannarbeit
 Beschleunigungsarbeit
 Kombinationsmöglichkeiten; z.B. Aufwärtsziehen eines
Körpers auf schiefer Ebene
Begriff:
 Mechanische Energie als Fähigkeit, Arbeit zu verrichten
Energieformen (mechanisch):
 Lageenergie (potenzielle Energie, Energie im Gravitationsfeld)
 Federspannungsenergie
 Bewegungsenergie (kinetische Energie)
Verwendete Einheiten der Energie:
 J und kWh
Prinzip der Energieerhaltung: Die Gesamtenergie eines abgeschlossenen Systems ändert sich nicht mit der Zeit. Es ist nicht
möglich, innerhalb eines abgeschlossenen Systems Energie zu
erzeugen oder zu vernichten.
 Energieerhaltungssatz
 Definition des Wirkungsgrads
 Gesamtwirkungsgrad bei einer mehrfachen Energieübertragung und Energieumwandlung
Begriffe:
 Definition der Leistung
 Thesenbildung
 Zielformulierung
Förderung von überfachlichen Kompetenzen üfK
Version: 03.12.2014
Dok:
(2)
Seite 11/25
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Berufsmaturitätsschule
Impuls
Dok:
Unterrichtsinhalte / Konkretisierungen
6
Fakultativ:
Allgemeines:
 Definition Impuls
 Kraftstoss
Prinzip der Impulserhaltung: Der Gesamtimpuls eines abgeschlossenen Systems ändert sich nicht mit der Zeit.
 Impulserhaltungssatz
 Stossarten: gerader unelastischer und elastischer Stoss
Allgemeines:
 Definition des Druckes
 Unterscheiden zwischen Absolut- und Relativdruck
Druck zwischen zwei Festkörpern:
 bei gegebener Kraft und der Kontaktfläche zwischen zwei
Körpern
Druck in Flüssigkeiten:
 Kolbendruck
 relativer Schweredruck in einer Flüssigkeit
 Absolutdruck
 Kommunizierende Gefässe als Anwendung für das „hydrostatische Paradoxon“
Pascalsches Gesetz:
 Anwenden des Gesetzes der allseitigen Druckausbreitung,
um z.B. die Kraftübersetzung in einer hydraulischen Presse
zu berechnen
Archimedisches Prinzip:
 Auftriebskraft für ganz und teilweise eingetauchte Körper
Hydrostatik
4.5
12
Thermodynamik
(Physik)
Temperatur
5.
30
5.1
4
Version: 03.12.2014
60 Lektionen
Lektionen
Thema
Lerngebiet
nach RLP-BM
BM1 - vierjährige Ausbildung
7. Semester
Allgemeines:
 Temperatur als intensive Grösse (Zustandsgrösse) erklären
Temperaturskalen:
 Celsius-Temperaturskala
 Kelvin-Temperaturskala (Thermodynamische Temperaturskala; Basiseinheit)
 Weitere Temperaturskalen möglich
Seite 12/25
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Thema
Lerngebiet
nach RLP-BM
Lektionen
Bildungszentrum für Technik Frauenfeld
Berufsmaturitätsschule
Unterrichtsinhalte / Konkretisierungen
Wärme
5.2
18
Wärmeausdehnung
5.3
10
Wärmebilanz und thermisches Gleichgewicht:
 Wärme als extensive Grösse betrachten (Prozessgrösse)
 Temperaturdifferenz als Antrieb für den Wärmefluss betrachten
 Temperatur und Wärme im Teilchenmodell beschreiben
 Berechnen der Änderung der Wärmemenge bei thermischen Kontakt
Aggregatszustände:
 Unterscheiden zwischen den drei verschiedenen Aggregatszuständen fest, flüssig und gasförmig
 die Übergänge zwischen einzelnen Aggregatszuständen
und die damit verbundenen Wärmeaufnahme bzw. abgaben bei gleichbleibender Temperatur
Wärmebilanz und thermisches Gleichgewicht
Brennwert:
 Berechnen der frei gewordenen Wärmeenergie bei der
Verbrennung von festen und flüssigen Brennstoffen
Potential erneuerbarer Energieträger:
 z.B. Warmwassererzeugung über Solarkonstante
Wärmeausdehnung:
 Längenänderung
 Flächenänderung
 Volumenänderung
Modell des idealen Gases:
 allgemeines Gasgesetz
Einführung in andere Bereiche der
Physik
Wellen
6.
30
6.1
10
Version: 03.12.2014
Dok:
Schwingungen
 Beispiele von Schwingungen: Fadenpendel, Federpendel
 grafische und algebraische Beschreibung: Periode, Frequenz, Amplitude, Phasengeschwindigkeit
Wellen
 Übertragung von Schwingungen (gekoppelte Pendel)
 Beispiele von Wellen: stehende Welle (Saite), laufende
Welle (Wasser, Schall)
 grafische und algebraische Beschreibung von fortschreitenden linearen Wellen: zeitliche und räumliche Periode,
Phasengeschwindigkeit
Seite 13/25
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Schullehrplan 2015
Bildungszentrum für Technik Frauenfeld
Berufsmaturitätsschule
BM1 - vierjährige Ausbildung
8. Semester
Thema
Lerngebiet
nach RLP-BM
Lektionen
Unterrichtsinhalte / Konkretisierungen
Elektrizität
6.2
20
Grundlagen der Elektrizitätslehre
 Elektrische Ladung Q: mengenartige Grösse, Elementarladung
 Einheit der elektrischen Ladung
 Eigenschaften der Ladung: Gleichnamige Ladungen stossen sich ab, ungleichnamige Ladungen ziehen sich an.
 elektrisches Potenzial
 elektrische Spannung
 elektrische Stromstärke
 elektrische Arbeit
 elektrische Leistung und Arbeit bei konstanter Spannung
 elektrischer Widerstand
 Ohmsches Gesetz
Gefahren der Elektrizität (beispielsweise):
 Entzündungsgefahr infolge Wärmeentwicklung in stromdurchflossenen Geräten
 Zerstörungsgefahr bei Überspannung
 Stromfluss durch Personen bei der Berührung mit spannungsführenden Gegenständen
Schutzmassnahmen (z.B.):
 korrekt dimensionierte, gut isolierte und geschützte Kabel
verwenden
 Sicherungen, die den Stromkreis bei zu grossen Stromstärken unterbrechen
 Kontakt mit spannungsführenden Gegenständen vermeiden; Fehlerstromschutzschalter (FI), die den Stromkreis bei
falsch geleiteten Stromstärken unterbrechen
Version: 03.12.2014
Dok:
20 Lektionen
Seite 14/25
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Schullehrplan 2015
Bildungszentrum für Technik Frauenfeld
Berufsmaturitätsschule
BM2 Vollzeit
1. Semester
Lerngebiet
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Lektionen
Mechanik (Physik)
Kinematik des
Schwerpunktes
4
4.1
100
32
Statik von Festkörpern
4.4
16
Thema
Version: 03.12.2014
Dok:
100 Lektionen
Unterrichtsinhalte / Konkretisierungen
Grundlagen:
 Physikalische Grössen, SI-Einheit, wissenschaftliche Darstellung
Begriffe und Definitionen:
 Betrachten von Körpern als Massenpunkte (Begriff
Schwerpunkt: siehe Statik)
 Bahnkurve des Massenpunkts eines starren Körpers
 Durchschnittsgeschwindigkeit und
Momentangeschwindigkeit
 Beschleunigung und Verzögerung
Relativ- und Absolutbewegungen (konstante Geschwindigkeiten):
 vektorielle Addition von zwei konstanten Geschwindigkeiten
Geradlinige Bewegung:
 Interpretieren der s-t-, v-t- und a-t-Diagramme
 allgemeine Funktionsgleichung für die gleichmässig beschleunigte Bewegung
Spezialfälle:
 gleichförmige Bewegung
 beschleunigte Bewegung aus dem Stillstand
 beschleunigte Bewegung mit Anfangsgeschwindigkeit
 kombinierte Bewegungen
 freier Fall und senkrechter Wurf
Kreisbewegung:
 Periodendauer und Frequenz
 Drehzahl
 Winkelgeschwindigkeit
 Umfangsgeschwindigkeit
Allgemeines:
 Kraft als Vektor (Betrag, Richtung und Wirkungslinie)
 Addition und Zerlegung von Kräften
 Betrag des Drehmoments
 Schwerpunkt
 Unterschied Masse und Gewicht
 drittes Newtonsches Axiom: Actio = Reactio
Kräfte auf einen Festkörper:
 Schwerkräfte
 Auflagekräfte
Statisches Gleichgewicht eines Körpers:
 Kräftegleichgewicht
 Momentengleichgewicht
Seite 15/25
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Schullehrplan 2015
Thema
Lerngebiet
nach RLP-BM
Lektionen
Bildungszentrum für Technik Frauenfeld
Berufsmaturitätsschule
Unterrichtsinhalte / Konkretisierungen
Dynamik
4.2
6
Kinematik des
Schwerpunktes
4.1
5
Dynamik
4.2
5
Energie
4.3
18
Allgemeines:
 Indirekte Definition der Kräfte über ihre Wirkung: Bewegungsänderung, Deformation
 erstes Newtonsches Axiom: Trägheitsprinzip
 Beschreiben der Reibung (Haften, Gleiten, Rollen)
Geradlinige Bewegung (gleichförmige und gleichmässig beschleunigte Bewegung):
 Anwenden des zweiten Newtonschen Axioms auf Mehrmassensysteme
 Berechnen der Kräfte zwischen einzelnen Massen
 Definition der Reibungskraft mit der Normalkraft
Parabolische Bewegung:
 horizontaler Wurf
 schiefer Wurf
 Berechnen des Flugbahnwinkels
 Berechnen der Momentangeschwindigkeit
Kreisbewegungen:
 Berechnen der Zentripetalkraft
 Durchfahren einer horizontalen Kurve
 Durchfahren einer vertikalen Kurve („Looping“)
Allgemeines:
 Unterscheiden zwischen Energie und Energieträger
 Energieeffizienz als Wirkungsgrad der Energieumladung
von Träger zu Träger inkl. Wärmeproduktion
Begriff:
 Definition der Arbeit
 Arbeit als Fläche im F-s-Diagramm
Spezialfälle:
 Hubarbeit
 Reibungsarbeit
 Federspannarbeit
 Beschleunigungsarbeit
 Kombinationsmöglichkeiten; z.B. Aufwärtsziehen eines
Körpers auf schiefer Ebene
Begriff:
 Mechanische Energie als Fähigkeit, Arbeit zu verrichten
Energieformen (mechanisch):
 Lageenergie (potenzielle Energie, Energie im Gravitationsfeld)
 Federspannungsenergie
 Bewegungsenergie (kinetische Energie)
Version: 03.12.2014
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Impuls
Hydrostatik
Förderung von überfachlichen Kompetenzen üfK
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Thema
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Berufsmaturitätsschule
6
4.5
12
(2)
Unterrichtsinhalte / Konkretisierungen
Verwendete Einheiten der Energie:
 J und kWh
Prinzip der Energieerhaltung: Die Gesamtenergie eines abgeschlossenen Systems ändert sich nicht mit der Zeit. Es ist nicht
möglich, innerhalb eines abgeschlossenen Systems Energie zu
erzeugen oder zu vernichten.
 Energieerhaltungssatz
 Definition des Wirkungsgrads
 Gesamtwirkungsgrad bei einer mehrfachen Energieübertragung und Energieumwandlung
Begriffe:
 Definition der Leistung
Fakultativ:
Allgemeines:
 Definition Impuls
 Kraftstoss
Prinzip der Impulserhaltung: Der Gesamtimpuls eines abgeschlossenen Systems ändert sich nicht mit der Zeit.
 Impulserhaltungssatz
 Stossarten: gerader unelastischer und elastischer Stoss
Allgemeines:
 Definition des Druckes
 Unterscheiden zwischen Absolut- und Relativdruck
Druck zwischen zwei Festkörpern:
 bei gegebener Kraft und der Kontaktfläche zwischen zwei
Körpern
Druck in Flüssigkeiten:
 Kolbendruck
 relativer Schweredruck in einer Flüssigkeit
 Absolutdruck
 Kommunizierende Gefässe als Anwendung für das „hydrostatische Paradoxon“
Pascalsches Gesetz:
 Anwenden des Gesetzes der allseitigen Druckausbreitung,
um z.B. die Kraftübersetzung in einer hydraulischen Presse
zu berechnen
Archimedisches Prinzip:
 Auftriebskraft für ganz und teilweise eingetauchte Körper
 Thesenbildung
 Zielformulierung
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Schullehrplan 2015
Bildungszentrum für Technik Frauenfeld
Berufsmaturitätsschule
BM2 Vollzeit
2. Semester
Lerngebiet
nach RLP-BM
Lektionen
Thermodynamik
(Physik)
Temperatur
5.
30
5.1
4
Wärme
5.2
16
Wärmeausdehnung
5.3
10
Thema
Version: 03.12.2014
Dok:
60 Lektionen
Unterrichtsinhalte / Konkretisierungen
Allgemeines:
 Temperatur als intensive Grösse (Zustandsgrösse) erklären
Temperaturskalen:
 Celsius-Temperaturskala
 Kelvin-Temperaturskala (Thermodynamische Temperaturskala; Basiseinheit)
 Weitere Temperaturskalen möglich
Wärmebilanz und thermisches Gleichgewicht:
 Wärme als extensive Grösse betrachten (Prozessgrösse)
 Temperaturdifferenz als Antrieb für den Wärmefluss betrachten
 Temperatur und Wärme im Teilchenmodell beschreiben
 Berechnen der Änderung der Wärmemenge bei thermischen Kontakt
Aggregatszustände:
 Unterscheiden zwischen den drei verschiedenen Aggregatszuständen fest, flüssig und gasförmig
 die Übergänge zwischen einzelnen Aggregatszuständen
und die damit verbundenen Wärmeaufnahme bzw. abgaben bei gleichbleibender Temperatur
Wärmebilanz und thermisches Gleichgewicht
Brennwert:
 Berechnen der frei gewordenen Wärmeenergie bei der
Verbrennung von festen und flüssigen Brennstoffen
Potential erneuerbarer Energieträger:
 z.B. Warmwassererzeugung über Solarkonstante
Wärmeausdehnung:
 Längenänderung
 Flächenänderung
 Volumenänderung
Modell des idealen Gases:
 allgemeines Gasgesetz
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Lerngebiet
nach RLP-BM
Lektionen
Bildungszentrum für Technik Frauenfeld
Berufsmaturitätsschule
Einführung in andere Bereiche der
Physik
Wellen
6.
30
6.1
10
Elektrizität
6.2
20
Thema
Version: 03.12.2014
Dok:
Unterrichtsinhalte / Konkretisierungen
Schwingungen
 Beispiele von Schwingungen: Fadenpendel, Federpendel
 grafische und algebraische Beschreibung: Periode, Frequenz, Amplitude, Phasengeschwindigkeit
Wellen
 Übertragung von Schwingungen (gekoppelte Pendel)
 Beispiele von Wellen: stehende Welle (Saite), laufende
Welle (Wasser, Schall)
 grafische und algebraische Beschreibung von fortschreitenden linearen Wellen: zeitliche und räumliche Periode,
Phasengeschwindigkeit
Grundlagen der Elektrizitätslehre
 Elektrische Ladung Q: mengenartige Grösse, Elementarladung
 Einheit der elektrischen Ladung
 Eigenschaften der Ladung: Gleichnamige Ladungen stossen sich ab, ungleichnamige Ladungen ziehen sich an.
 elektrisches Potenzial
 elektrische Spannung
 elektrische Stromstärke
 elektrische Arbeit
 elektrische Leistung und Arbeit bei konstanter Spannung
 elektrischer Widerstand
 Ohmsches Gesetz
Gefahren der Elektrizität (beispielsweise):
 Entzündungsgefahr infolge Wärmeentwicklung in stromdurchflossenen Geräten
 Zerstörungsgefahr bei Überspannung
 Stromfluss durch Personen bei der Berührung mit spannungsführenden Gegenständen
Schutzmassnahmen (z.B.):
 korrekt dimensionierte, gut isolierte und geschützte Kabel
verwenden
 Sicherungen, die den Stromkreis bei zu grossen Stromstärken unterbrechen
 Kontakt mit spannungsführenden Gegenständen vermeiden; Fehlerstromschutzschalter (FI), die den Stromkreis bei
falsch geleiteten Stromstärken unterbrechen
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Berufsmaturitätsschule
BM2 Teilzeit
1. Semester
Lerngebiet
nach RLP-BM
Lektionen
Mechanik (Physik)
Kinematik des
Schwerpunktes
4
4.1
100
32
Statik von Festkörpern
4.4
8
Thema
Version: 03.12.2014
Dok:
40 Lektionen
Unterrichtsinhalte / Konkretisierungen
Grundlagen:
 Physikalische Grössen, SI-Einheit, wissenschaftliche Darstellung
Begriffe und Definitionen:
 Betrachten von Körpern als Massenpunkte (Begriff
Schwerpunkt: siehe Statik)
 Bahnkurve des Massenpunkts eines starren Körpers
 Durchschnittsgeschwindigkeit und
Momentangeschwindigkeit
 Beschleunigung und Verzögerung
Relativ- und Absolutbewegungen (konstante Geschwindigkeiten):
 vektorielle Addition von zwei konstanten Geschwindigkeiten
Geradlinige Bewegung:
 Interpretieren der s-t-, v-t- und a-t-Diagramme
 allgemeine Funktionsgleichung für die gleichmässig beschleunigte Bewegung
Spezialfälle:
 gleichförmige Bewegung
 beschleunigte Bewegung aus dem Stillstand
 beschleunigte Bewegung mit Anfangsgeschwindigkeit
 kombinierte Bewegungen
 freier Fall und senkrechter Wurf
Kreisbewegung:
 Periodendauer und Frequenz
 Drehzahl
 Winkelgeschwindigkeit
 Umfangsgeschwindigkeit
Allgemeines:
 Kraft als Vektor (Betrag, Richtung und Wirkungslinie)
 Addition und Zerlegung von Kräften
 Betrag des Drehmoments
 Schwerpunkt
 Unterschied Masse und Gewicht
 drittes Newtonsches Axiom: Actio = Reactio
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BM2 Teilzeit
2. Semester
Lerngebiet
nach RLP-BM
Lektionen
Unterrichtsinhalte / Konkretisierungen
Statik von Festkörpern
4.4
8
Dynamik
4.2
6
Kinematik des
Schwerpunktes
4.1
5
Dynamik
4.2
5
Kräfte auf einen Festkörper:
 Schwerkräfte
 Auflagekräfte
Statisches Gleichgewicht eines Körpers:
 Kräftegleichgewicht
 Momentengleichgewicht
Allgemeines:
 Indirekte Definition der Kräfte über ihre Wirkung: Bewegungsänderung, Deformation
 erstes Newtonsches Axiom: Trägheitsprinzip
 Beschreiben der Reibung (Haften, Gleiten, Rollen)
Geradlinige Bewegung (gleichförmige und gleichmässig beschleunigte Bewegung):
 Anwenden des zweiten Newtonschen Axioms auf Mehrmassensysteme
 Berechnen der Kräfte zwischen einzelnen Massen
 Definition der Reibungskraft mit der Normalkraft
Parabolische Bewegung:
 horizontaler Wurf
 schiefer Wurf
 Berechnen des Flugbahnwinkels
 Berechnen der Momentangeschwindigkeit
Kreisbewegungen:
 Berechnen der Zentripetalkraft
 Durchfahren einer horizontalen Kurve
 Durchfahren einer vertikalen Kurve („Looping“)
Thema
Version: 03.12.2014
Dok:
40 Lektionen
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Thema
Lerngebiet
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Lektionen
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Berufsmaturitätsschule
Unterrichtsinhalte / Konkretisierungen
Energie
4.3
16
Allgemeines:
 Unterscheiden zwischen Energie und Energieträger
 Energieeffizienz als Wirkungsgrad der Energieumladung
von Träger zu Träger inkl. Wärmeproduktion
Begriff:
 Definition der Arbeit
 Arbeit als Fläche im F-s-Diagramm
Spezialfälle:
 Hubarbeit
 Reibungsarbeit
 Federspannarbeit
 Beschleunigungsarbeit
 Kombinationsmöglichkeiten; z.B. Aufwärtsziehen eines
Körpers auf schiefer Ebene
Begriff:
 Mechanische Energie als Fähigkeit, Arbeit zu verrichten
Energieformen (mechanisch):
 Lageenergie (potenzielle Energie, Energie im Gravitationsfeld)
 Federspannungsenergie
 Bewegungsenergie (kinetische Energie)
Verwendete Einheiten der Energie:
 J und kWh
Prinzip der Energieerhaltung: Die Gesamtenergie eines abgeschlossenen Systems ändert sich nicht mit der Zeit. Es ist nicht
möglich, innerhalb eines abgeschlossenen Systems Energie zu
erzeugen oder zu vernichten.
 Energieerhaltungssatz
 Definition des Wirkungsgrads
 Gesamtwirkungsgrad bei einer mehrfachen Energieübertragung und Energieumwandlung
Begriffe:
 Definition der Leistung
 Thesenbildung
 Zielformulierung
Förderung von überfachlichen Kompetenzen üfK
Version: 03.12.2014
Dok:
(2)
Seite 22/25
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3. Semester
Impuls
Unterrichtsinhalte / Konkretisierungen
6
Fakultativ:
Allgemeines:
 Definition Impuls
 Kraftstoss
Prinzip der Impulserhaltung: Der Gesamtimpuls eines abgeschlossenen Systems ändert sich nicht mit der Zeit.
 Impulserhaltungssatz
 Stossarten: gerader unelastischer und elastischer Stoss
Allgemeines:
 Definition des Druckes
 Unterscheiden zwischen Absolut- und Relativdruck
Druck zwischen zwei Festkörpern:
 bei gegebener Kraft und der Kontaktfläche zwischen zwei
Körpern
Druck in Flüssigkeiten:
 Kolbendruck
 relativer Schweredruck in einer Flüssigkeit
 Absolutdruck
 Kommunizierende Gefässe als Anwendung für das „hydrostatische Paradoxon“
Pascalsches Gesetz:
 Anwenden des Gesetzes der allseitigen Druckausbreitung,
um z.B. die Kraftübersetzung in einer hydraulischen Presse
zu berechnen
Archimedisches Prinzip:
 Auftriebskraft für ganz und teilweise eingetauchte Körper
Hydrostatik
4.5
12
Thermodynamik
(Physik)
Temperatur
5.
30
5.1
4
Version: 03.12.2014
Dok:
Lektionen
Lerngebiet
nach RLP-BM
Thema
60 Lektionen
Allgemeines:
 Temperatur als intensive Grösse (Zustandsgrösse) erklären
Temperaturskalen:
 Celsius-Temperaturskala
 Kelvin-Temperaturskala (Thermodynamische Temperaturskala; Basiseinheit)
 Weitere Temperaturskalen möglich
Seite 23/25
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Thema
Lerngebiet
nach RLP-BM
Lektionen
Bildungszentrum für Technik Frauenfeld
Berufsmaturitätsschule
Unterrichtsinhalte / Konkretisierungen
Wärme
5.2
18
Wärmeausdehnung
5.3
10
Wärmebilanz und thermisches Gleichgewicht:
 Wärme als extensive Grösse betrachten (Prozessgrösse)
 Temperaturdifferenz als Antrieb für den Wärmefluss betrachten
 Temperatur und Wärme im Teilchenmodell beschreiben
 Berechnen der Änderung der Wärmemenge bei thermischen Kontakt
Aggregatszustände:
 Unterscheiden zwischen den drei verschiedenen Aggregatszuständen fest, flüssig und gasförmig
 die Übergänge zwischen einzelnen Aggregatszuständen
und die damit verbundenen Wärmeaufnahme bzw. abgaben bei gleichbleibender Temperatur
Wärmebilanz und thermisches Gleichgewicht
Brennwert:
 Berechnen der frei gewordenen Wärmeenergie bei der
Verbrennung von festen und flüssigen Brennstoffen
Potential erneuerbarer Energieträger:
 z.B. Warmwassererzeugung über Solarkonstante
Wärmeausdehnung:
 Längenänderung
 Flächenänderung
 Volumenänderung
Modell des idealen Gases:
 allgemeines Gasgesetz
Einführung in andere Bereiche der
Physik
Wellen
6.
30
6.1
10
Version: 03.12.2014
Dok:
Schwingungen
 Beispiele von Schwingungen: Fadenpendel, Federpendel
 grafische und algebraische Beschreibung: Periode, Frequenz, Amplitude, Phasengeschwindigkeit
Wellen
 Übertragung von Schwingungen (gekoppelte Pendel)
 Beispiele von Wellen: stehende Welle (Saite), laufende
Welle (Wasser, Schall)
 grafische und algebraische Beschreibung von fortschreitenden linearen Wellen: zeitliche und räumliche Periode,
Phasengeschwindigkeit
Seite 24/25
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Unterrichtsinhalte / Konkretisierungen
Elektrizität
6.2
20
Grundlagen der Elektrizitätslehre
 Elektrische Ladung Q: mengenartige Grösse, Elementarladung
 Einheit der elektrischen Ladung
 Eigenschaften der Ladung: Gleichnamige Ladungen stossen sich ab, ungleichnamige Ladungen ziehen sich an.
 elektrisches Potenzial
 elektrische Spannung
 elektrische Stromstärke
 elektrische Arbeit
 elektrische Leistung und Arbeit bei konstanter Spannung
 elektrischer Widerstand
 Ohmsches Gesetz
Gefahren der Elektrizität (beispielsweise):
 Entzündungsgefahr infolge Wärmeentwicklung in stromdurchflossenen Geräten
 Zerstörungsgefahr bei Überspannung
 Stromfluss durch Personen bei der Berührung mit spannungsführenden Gegenständen
Schutzmassnahmen (z.B.):
 korrekt dimensionierte, gut isolierte und geschützte Kabel
verwenden
 Sicherungen, die den Stromkreis bei zu grossen Stromstärken unterbrechen
 Kontakt mit spannungsführenden Gegenständen vermeiden; Fehlerstromschutzschalter (FI), die den Stromkreis bei
falsch geleiteten Stromstärken unterbrechen
Version: 03.12.2014
Dok:
20 Lektionen
Seite 25/25
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