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3 Inhalt ENERGIE IN NATUR UND TECHNIK 7 Was ist Energie? Lampen und Geräte im Haushalt Arbeit Energie als physikalische Größe Transportformen der Energie Energieformen und Eneregiespeicherung Energie für Lebensprozesse Energie auf dem Wege zum Verbraucher Kraftwerke und Umweltbelastung Energie Rationelle Nutzung von Energie Der Energiebedarf in Deutschland Sinnvolle Nutzung der vorhandenen Energie Sparsamer Umgang mit Energie Aufgaben Zusammenfassung 8 8 9 11 12 14 16 17 19 20 20 20 22 24 25 Wirkungsgrad und Energieerhaltungssatz Nutzbarkeit von Energie Bestimmung des Wirkungsgrades Möglichkeiten zur Erhöhung des Wirkungsgrades Energieerhaltungssatz Aufgaben Zusammenfassung 26 26 27 28 29 30 30 MECHANIK 31 Körper, Stoffe und Teilchen Aufbau der Körper aus Stoffen Dichte von Stoffen Aufbau der Stoffe aus kleinsten Teilchen Diffusion Stoffumwandlung Kohäsion und Adhäsion Kapillarität Ein Blick in die Technik Schwere und leichte Stoffe Umwelt Aufsteigen des Wassers in Hohlräumen Aufgaben Zusammenfassung 32 32 33 36 37 38 39 40 Kräfte Arten und Wirkungen von Kräften Hooke’sches Gesetz Federkraftmesser Darstellen von Kräften Gewichtskraft Kraft als Wechselwirkungsgröße Reibungskräfte Trägheit von Körpern Kraftwirkungen bei Kreisbewegungen Ein Blick in die Technik In der „Schwerelosigkeit“ Ein Blick in die Technik Sicherheit im Straßenverkehr Projekt Sicheres Radfahren Aufgaben Zusammenfassung 46 46 48 49 49 51 53 54 55 56 41 42 44 45 57 58 59 60 61 4 Auftrieb in Flüssigkeiten und Gasen Auftriebskraft Archimedisches Gesetz Schwimmen, Schweben und Sinken Umwelt Leben und Tauchen im Wasser Wie Menschen in die Tiefe gelangen Die Taucherkrankheit Die Fische als Überlebenskünstler Ein Blick in die Technik Heißluftballons Aufgaben Zusammenfassung 62 62 63 65 66 66 67 68 70 71 71 Fliegen Einfache Fluggeräte Auftrieb in strömender Luft Strömungswiderstand Kräfte beim Fliegen Ein Blick in die Technik Vom Start bis zur Landung Ein Blick in die Geschichte Der Traum vom Fliegen Aufgaben Zusammenfassung 72 72 73 74 76 78 79 79 Druck Druck als physikalische Größe Gasdruck Druck in Flüssigkeiten Ein Blick in die Technik Hydraulische Anlagen Aufgaben Zusammenfassung 80 80 82 83 85 86 87 Schweredruck Schweredruck in Flüssigkeiten Luftdruck Ein Blick in die Natur Unser Blutkreislauf Ein Blick in die Geschichte Vakuum und Luftdruck Aufgaben Zusammenfassung 88 88 90 91 Mechanische Arbeit und Leistung Rollen Mechanische Arbeit Geneigte Ebene Hebel Goldene Regel der Mechanik Mechanische Leistung Gesundheit Biomechanik Projekt Hebel am Fahrrad Aufgaben Zusammenfassung 77 92 93 93 94 94 96 98 99 100 100 102 104 105 106 OPTIK 107 Licht und Energie Lichtquellen Lichtempfänger Energiewandler in Lichtquellen und Lichtempfängern Wie reagieren Körper auf Licht? Ein Blick in die Technik Nutzung der Lichtenergie Aufgaben Zusammenfassung 108 108 109 110 111 Lichtreflexion und Lichtbrechung Modell Lichtstrahl Reflexionsgesetz Bildentstehung am ebenen Spiegel Projekt Fahrradbeleuchtung Brechungsgesetz Ein Blick in die Technik Gekrümmte Spiegel Aufgaben Zusammenfassung 114 114 115 116 118 120 122 123 123 Farben Zerlegung von weißem Licht Entstehung eines Regenbogens Farbmischungen Aufgaben Zusammenfassung 124 124 125 127 130 130 WÄRMELEHRE 131 Energieübertragung und Temperatur Wie kommt die Wärme aus dem Haus? Sonne und Temperatur auf der Erde Die Kelvinskala der Temperatur Thermische Energie Auf unterschiedlichen Wegen zum selben Ziel Längenänderung fester Körper Volumenänderung von Flüssigkeiten Volumenänderung von Gasen Ein Blick in die Natur Gefühlte Temperatur Ein Blick in die Technik Vorsicht vor Volumenänderungen! Aufgaben Zusammenfassung 132 132 133 134 136 138 139 141 141 142 112 113 113 143 144 145 5 Aggregatzustandsänderungen Wärme beim Schmelzen Wärme beim Verdampfen Änderung der Dichte Verdunsten und Energie der Teilchen Wasser in der Luft Wolken und Niederschlag Umwelt Wasser, Wind und Wetter Die Sonne macht das Wetter Wie entsteht unser Wetter? El Niño: Das Klima spielt verrückt Ein Blick in die Technik Wetterbeobachtung, Wettervorhersage Aufgaben Zusammenfassung 146 146 147 149 150 151 153 154 154 155 156 Wärme in der Technik Es geht nichts verloren Arbeit verrichten durch Abkühlen? Wärmekraftmaschinen Der Ottomotor Der Dieselmotor Kühlschrank und Wärmepumpe Sonnenkollektoranlagen Strahltriebwerke Ein Blick in die Technik Rund um den Motor Ein Blick in die Geschichte Vom Dampf zum Diesel Aufgaben Zusammenfassung 160 160 161 162 163 164 165 166 167 168 ELEKTRIZITÄTSLEHRE 171 Elektrischer Strom Der einfache elektrische Stromkreis Elektrische Leiter und Isolatoren Elektrizitätsquellen Wirkungen des elektrischen Stromes Gefahren im Umgang mit elektrischem Strom Ein Blick in die Technik Vom Strom in Autos und Schaufenstern Aufgaben Zusammenfassung 172 172 173 174 175 177 158 159 159 169 170 170 178 179 179 Elektrische Ladung und Stromstärke Auf- und Entladung von Körpern Influenz Elektrisches Feld Elektrische Stromstärke Ein Blick in die Natur Wenn es blitzt und donnert Aufgaben Zusammenfassung Elektrische Spannung Die Spannung einer Elektrizitätsquelle Umwelt Spannungen und Ströme in Lebewesen Elektrische Fische Spannungen und Ströme im menschlichen Körper Projekt Selbst gebaute Batterien Ein Blick in die Geschichte Von den ersten Funken bis zum elektrischen Licht Ein Blick in die Geschichte Elektrizität aus dem Froschschenkel Aufgaben Zusammenfassung 180 180 182 182 183 184 185 185 186 186 188 188 189 190 191 192 193 193 194 Elektrische Größen in Stromkreisen Stromstärke und Spannung bei Reihenschaltungen Stromstärke und Spannung bei Parallelschaltungen Energieverteilung in Stromkreisen Elektrischer Widerstand Widerstandsgesetz Elektrische Leistung und Arbeit Ein Blick in die Technik Strom auf Abwegen Aufgaben Zusammenfassung 196 198 199 200 202 205 206 206 REGISTER 207 194
