Physik-Heft 2 - Physikunterricht.at

Physik-Heft 2. Klasse
Übersicht:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Magnetismus
Elektrizität
Bewegung
Kräfte
Masse und Trägheit
Dichte
7. Energie
8. Einfache Maschinen
9. Aufbau von Stoffen
10. Akustik
11. Schwimmen
12. Fliegen
Hinten ins Heft: Tabelle
Physikalische Größe
Zeit (t)
Länge (l)
Temperatur (T)
… wird fortgesetzt
Einheit
Sekunde (s)
Meter (m)
Grad Celsius (°C) oder …
1. Magnetismus
Magnete im Alltag: Magnete auf Kühlschranktür, Kompassnadel, Erde, …
In der Schule: Stabmagnet, Hufeisenmagnet, Bügelmagnet
(ohne Feldlinien)

Jeder Magnet hat einen Süd- und einen Nordpol. Dort ist die magnetische Kraft am
größten. Zwei gleichnamige Pole stoßen einander ab (z.B. Süd-Süd), zwei
ungleichnamige ziehen einander an.
Versuch: Auf welche Materialien wirkt die magnetische Kraft? – Büroklammer, Füllfeder, …

Die magnetische Kraft wirkt auf Gegenstände aus Eisen, Nickel und Cobalt. Nicht
magnetisierbar sind z.B. Gold, Holz, Papier, Aluminium, Kupfer, …
Versuch: Magnet-Teilung

Teilt man einen Magneten, entstehen zwei Magnete, die beide einen Nord- UND
Südpol haben.
Versuch: Nagel magnetisieren

Ein Stück Eisen (oder Nickel oder Cobalt) kann man zu einem Magneten machen,
indem man mit einem anderen Magneten darüber streicht.
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2. Elektrizität
Brainstorming: Wozu brauchen wir elektrischen Strom? (auch zur Diskussion: Auto fahren,
Rasen mähen, Brief schreiben, …)
Schülerversuch: Flachbatterie kennen lernen (Spannung ablesen und Zungenkitzeln).
Elektrische Geräte werden entweder mit Strom aus einer Batterie (aufladbare Batterien nennt
man Akkus = Akkumulatoren) oder mit Strom aus dem Stromnetz (Steckdose) betrieben. Die
elektrische Spannung gibt an, wie groß der Antrieb für den elektrischen Strom ist. Die Einheit
der Spannung ist das Volt (V): Eine (Walkman-)Batterie liefert eine Spannung von 1,5 V, die
Steckdose 230 V. (Batterie und Steckdose + Spannung ZEICHNEN)
1,5 Volt
4,5 Volt
230 Volt
Versuch: Stromkreis
Ein Stromkreis besteht aus:
 einer Stromquelle
 Leitungen
 eventuell einem Schalter
 einem Verbraucher (z.B. Elektrogerät oder Glühbirne)
Elektrischer Strom kann nur fließen, wenn der Stromkreis geschlossen ist.
Versuch: Leiter/Nichtleiter
Die Leitungen in einem Stromkreis müssen aus einem Material sein, das den Strom gut leitet,
z.B. Kupfer, Aluminium, Silber (alle Metalle). Elektrische Nichtleiter (Isolatoren) sind z.B.
Papier, Holz, Kunststoff. Auch der menschliche Körper leitet den Strom (enthält viel Wasser
mit gelösten Salzen).
Stromnetz: Abbildung im Buch
Energieträger (Wind, Sonne, Wasser, Erdöl, Kohle) – E-Werk – Trafostation –
Hochspannungsleitung – Trafostation – Endverbraucher
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3. Bewegung
Die Geschwindigkeit (v… velocity) eines Körpers wird im Alltag in km/h, in der Physik
in m/s gemessen. Sie kann berechnet werden, indem man die Länge des zurückgelegten
Weges (s… space) durch die dafür benötigte Zeit (t… time) dividiert.
s
t
Versuch: am Gang Strecke abstecken, Länge messen, Zeit stoppen, Geschwindigkeit
berechnen
v
Umrechnung km/h – m/s und umgekehrt: km/h - :3,6 – m/s bzw. *3,6
2 Arten der Bewegung:
 gleichförmig: Geschwindigkeit ändert sich nicht, z.B. Auto fährt regelmäßig mit
130 km/h
 ungleichförmig (= beschleunigt): Geschwindigkeit ändert sich, z.B. Auto wird
schneller oder langsamer
Arbeitsblatt: Geschwindigkeiten berechnen
4. Kräfte
Kraft in der Physik = etwas, das
 die Geschwindigkeit eines Körpers ändert
 die Richtung der Bewegung ändert
 die Form eines Körpers ändert.





die Muskelkraft formt Kuchenteig
die Kraft des Motors beschleunigt ein Auto
die Bremskraft bremst ein Fahrrad
die Anziehungskraft der Erde (=Gravitation) lässt Dinge im Fallen schneller
werden
Die Gravitation der Erde sorgt auch für
eine kreisförmige Umlaufbahn der
Satelliten und des Mondes (ohne
Anziehungskraft würde der Mond
geradlinig durchs Weltall sausen).
Messgerät
für
Federwaage
Kräfte:
Einheit der Kraft: Newton (1 N)
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Die Gewichtskraft
Schülerversuch:
Massenstück
Gewichtskraft
Auf einen Körper mit der Masse 1 kg, wirkt eine Gewichtskraft von ca. 10 N.
z.B. xxx hat eine Masse von 40 kg, aber auf ihn/sie wirkt eine Gewichtskraft von 400 N.
Ich habe eine Masse von …. kg, die auf mich wirkende Gewichtskraft beträgt aber … N.
!!! Auf anderen Himmelskörpern ist die Masse gleich, aber die Gewichtskraft
unterschiedlich!!!
z.B. Mensch mit einer Masse von 60 kg, auf ihn wirkt auf der Erde eine Gewichtskraft von
600 N, am Mond jedoch nur von 100 N.
Schwerelosigkeit
B. S. 33
Wenn man sich von der Erde entfernt, wird die Anziehungskraft zwar geringer, ist aber immer
da. Schwerelosigkeit bedeutet: Dauernd um die Erde herum zu fallen. (z.B. Raumschiff,
Astronauten, …).
Darstellung von Kräften
B. S. 34
Kräfte werden oft als Pfeile dargestellt. Daran kann man drei Merkmale ablesen:



Angriffspunkt
Größe („Betrag“)
Richtung
Arbeitsblatt: Kräfte einzeichnen
Kräfte treten immer paarweise auf. Sie sind gleich groß, entgegengesetzt gerichtet und wirken
auf verschiedene Körper! Z.B. Nord- Südpol eines Magneten ziehen sich gegenseitig an.
Sonne zieht Erde an und Erde zieht Sonne an.
Ein Körper befindet sich im Kräftegleichgewicht, wenn sich die Kräfte, die auf ihn wirken,
aufheben.
z.B. Skizze von Mensch mit links und rechts gleich große Kraft;
Körper im Kräftegleichgewicht sind in Ruhe oder in gleichförmiger Bewegung.
Die Reibung
B.S. 37
Schülerversuch: Haft-, Gleit-, Rollreibung
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5. Masse und Trägheit
Masse: Einheit kg ≠ Gewicht: Einheit N
Schülerversuch: Gummipfropfen ins Glas fallen lassen durch
Wegziehen des Hefts
Jeder Körper ist auf Grund seiner Masse träge, d.h. wenn keine Kraft auf ihn wirkt, behält er
seine Bewegung bei (gleichförmige Bewegung oder Stillstand).
z.B. Wenn ein Auto bremst, fällt man nach vorne. Wenn es beschleunigt, wird man in den
Sitz gedrückt.
--- Gurte anlegen! (S. 41)
6. Die Dichte
Können zwei Körper, die verschieden groß sind, gleich schwer sein? – überlegen lassen
z.B. Großer Würfel aus Styropor – Kleiner Würfel aus Eisen
z.B. Großer Würfel aus Kunststoff – Kleiner Würfel aus Gold
Stoffe wie Kunststoff, Styropor, ... haben eine kleinere Dichte als Metalle wie Eisen, Gold, ...
Grund: Bei Stoffen mit großer Dichte liegen die Teilchen dichter aneinander als bei Stoffen
mit kleiner Dichte.
Feststoffe haben eine größere Dichte als Flüssigkeiten, die wiederum haben eine größere
Dichte als Gase.
ZEICHNUNG: Teilchen eines Festkörpers, Teilchen einer Flüssigkeit, Teilchen eines Gases
Berechnung der Dichte:
Lehrerversuch: Radiergummi: Masse abwiegen, Volumen mit Verdrängung
– Dichte= ... g/cm³
Das Symbol der Dichte ist „rho“, die Einheit ist kg/m³ oder g/cm³.
Denkbeispiel 18 & 19, B.S. 44
Wiederholung: Kärtchen + Fragenzettel als HÜ
7. Energie
Brainstorming Energie
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Energie braucht man, um Arbeit verrichten zu können. Der Mensch nimmt seine Energie aus
der Nahrung (Zucker, Stärke), Maschinen nehmen ihre Energie z.B. aus dem elektrischen
Strom (z.B. Mixer, Elektroauto).
Woher nehmen Kraftwerke die Energie für den elektrischen Strom? (+ Zeichnungen!)
- erneuerbare Energieträger
- nicht erneuerbare (= fossile) Energieträger
Ein Generator erzeugt aus der Energie, die z.B. im fließenden Wasser steckt, elektrischen
Strom.
Unterschied Sonnenkollektor – Solarzelle;
Treibstoffe: Benzin, Diesel, Kerosin
Folie: Energiekonsum und Energieträger.
Die Energie misst man in Joule (J). Eine Tafel Schokolade z.B. liefert 2000 kJ, ein halber
Liter Eistee … J.
Energieumwandlungen
Immer wenn Arbeit verrichtet wird, findet eine Energieumwandlung statt. Dabei wird eine
Energieform in eine andere umgewandelt, die Gesamtenergie bleibt aber gleich!
Energieerhaltungssatz: Energie kann nicht erzeugt und nicht vernichtet werden. Es wird
immer nur eine Form in die andere umgewandelt.
Beispiele für Energieformen:
- Bewegungsenergie = kinetische Energie: steckt in Körpern, die sich bewegen
- Höhenenergie = Lageenergie: steckt in Körpern, die hochgehoben wurden
- Spannenergie = (geschwungene Klammer mit Höhenenergie) potenzielle Energie
- Elektrische Energie
- Strahlungsenergie
- Chemische Energie: steckt in Energieträgern wie Holz, Erdöl, Lebensmitteln, wird
beim Verbrennen frei
- Wärmeenergie
Energieumwandlungskette - Kopie aus d. Buch
Arbeitsblatt Energieumwandlungen
S. 53 Fragen beantworten (1. Spalte)
8. Einfache Maschinen
V: Lehrer-Geo-Dreieck soll auf einem Finger balanciert werden
Jeder Körper besitzt einen Schwerpunkt. Wenn
man den Körper an diesem Punkt unterstützt,
bleibt er in Ruhe.
Ein Körper kann auch dann in Ruhe sein, wenn er genau über oder
unter dem Schwerpunkt unterstützt wird.
Arbeitsblatt Versuche zum Schwerpunkt (1 und 2, 3=HÜ)
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