Zum Konzept der Galileo-Reihe 6


Teil A: Lösungsskizzen

1 Reibung gibt es überall 7
1.1 Eine Welt ohne Reibung 7
1.2 Experiment am Schreibtisch 7
1.3 Reibungszahlen 7
1.4 Reibung auf der schiefen Ebene 7
1.5 Experiment mit beschränkter Haftung 7
1.6 Luftreibung 8
1.7 Wechselnde Reibung 8
1.8 Schau hin, mach mit 8
1.9 Vorsicht Rutschgefahr! 9
1.10 Last-Wagen 9
1.11 Quietschen (Projektmöglichkeit) 9

2 Energie verschwindet nie 10
2.1 Sprachgebrauch 10
2.2 Energie in verschiedenen Formen 10
2.3 Pendel aller Art 11
2.4 Energieumwandlungen beim Sport 11
2.5 Experimente am Schreibtisch 12
2.6 Comic: Gefährliche Energien 13
2.7 Mutproben 13
2.8 Achterbahnmen - immer höher - immer schneller 14
2.9 Bungee-Springen (Projektmöglichkeit) 15
2.10 Skifahren 15
2.11 Planetenbahnen (Projektmöglichkeit) 16

3 Verschiedene Wege zur Arbeit 17
3.1 Arbeiten, Arbeiten, Arbeiten 17
3.2 Arbeiten auf dem Schulweg 17
3.3 Zwischenspurt 17
3.4 Bremsen heißt arbeiten 18
3.5 Diesmal sind Fragen gefragt 18
3.6 Bremswege (Projektmöglichkeit) 18
3.7 Experiment am Fußboden (Projektmöglichkeit) 19
3.8 Arbeiten an der Wippe 20
3.9 Gangschaltung und goldene Regel (Projektmöglichkeit) 20
3.10 Wagenheber 21
3.11 Die Kraft beim Tennisschlag 21
3.12 Der versteckte Flaschenzug 21
3.13 Skateboard fahren (Projektmöglichkeit) 22
3.14 Physiologische Arbeit 22

4 Leistung - aber bitte mit Nutzen 23
4.1 Sprachgebrauch 23
4.2 Leistung, groß und klein (Projektmöglichkeit) 23
4.3 Pferdestärken und Kilowattstunden 24
4.4 Sportliche Leistungen 24
4.5 Wirkungsvoll? 25
4.6 Eine Bergtour 25
4.7 "Watt für’s Hertz" 26

5 Heiß oder kalt 26
5.1 Allerlei Thermometer 26
5.2 Ganz normaler Gummi? 26
5.3 Experiment am Küchentisch 27
5.4 Was wäre, wenn 27
5.5 Wunderbare Ölvermehrung 27
5.6 Rollende Brücken 27
5.7 Andere Länder - Andere Temperaturen 28
5.8 Thermometer zum Selbstbauen (Projektmöglichkeit) 28
5.9 Was dehnt sich mehr aus? 29
5.10 Metallische Thermometer (Projektmöglichkeit) 29

6 Am absoluten Nullpunkt 30
6.1 Feuerwerk unter Druck 30
6.2 Viele Temperaturen 30
6.3 Ein Thermometer - drei Skalen 30
6.4 Test von Squashbällen (Projektmöglichkeit) 30
6.5 Prinzip des Benzinmotors 31
6.6 Allerlei Druck 31
6.7 Ei in der Flasche 31
6.8 Dein Weg zum absoluten Nullpunkt (Projektmöglichkeit) 32
6.9 Ein Thermometer unter Druck (Projektmöglichkeit) 32
6.10 Dein Wissenschaftsartikel 32

7 Das Grundgesetz der Gase 33
7.1 Zahlenspielereien 33
7.2 Ein Gasgesetz eingetrichtert 33
7.3 Luft zum Tauchen 33
7.4 Fliegen mit heißer Luft 34
7.5 Luftpumpen 34
7.6 Flaschengeist (Projektmöglichkeit) 35
7.7 Glas, Wasser und Luft 35
7.8 Ein bisschen Denksport 35
7.9 Da ist die Luft raus! 36
7.10 Mit Luft Temperatur messen (Projektmöglichkeit) 36
7.11 Dicke Luft im Klassenzimmer? 37
7.12 Reifen in der Sonne 37
7.13 Was macht das Wetter? 37
7.14 Druck im Flugzeug 38
7.15 Druck im U-Rohr 38

8 Arbeit zum Aufwärmen 39
8.1 Heizung auf mechanische Art 39
8.2 Schau hin - mach mit 39
8.3 Der Originalversuch von Mr. Joule (Projektmöglichkeit) 40
8.4 Auswertung von Reibeversuchen 40
8.5 Bremsmanöver 41

9 Uneingeschränkte Energieerhaltung 42
9.1 Manche Mühlen mahlen warm 42
9.2 Mechanisches Wärmen (Projektmöglichkeit) 43
9.3 Wärme aus der Röhre (Projektmöglichkeit) 43
9.4 Energieaustausch im Diagramm 44
9.5 Wasserkochen (Projektmöglichkeit) 45
9.6 Tugela-Wasserfälle 45
9.7 Teures Vollbad? 45
9.8 Weißwurstessen 45
9.9 Die Butler-Prüfung 46
9.10 Heißes Eisen 46
9.11 Härten 46
9.12 Begriffe verwirren 47
9.13 Bioenergie im Vergleich 47

10 Der Wärme auf der Spur 48
10.1 Schau hin, mach mit 48
10.2 Experimente am Schreibtisch 48
10.3 "random walk" 49
10.4 Fest - flüssig - gasförmig 49
10.5 Schneeschmelze 50
10.6 Von der Stirne heiß, tropft der Schweiß 50
10.7 Auf den Topf gehört ein Deckel (Projektmöglichkeit) 51
10.8 Warum 52
10.9 Ein heißer Arbeitsplatz 53
10.10 Kristalle züchten (Projektmöglichkeit) 53

11 Energie - wofür und woher 54
11.1 Verbrennungsmotoren (Projektmöglichkeiten) 54
11.2 Treibstoffverbrauch 55
11.3 Früher war alles anders (Projektmöglichkeit) 56
11.4 Wärmekraft-Spielzeuge (Projektmöglichkeit) 56
11.5 Energie verheizen 58
11.6 Energieentwertung 58
11.7 Wenn ich einmal etwas zu sagen habe 59
11.8 Energiebedarf 59
11.9 Nutzung der Sonnenenergie (Projektmöglichkeit) 59

12 Wo Licht ist, gibt es Schatten 60
12.1 Aus der Quelle strahlt es helle 60
12.2 Was wäre, wenn 60
12.3 Licht ist unsichtbar 61
12.4 Schau hin - mach mit 61
12.5 Geradewegs und auseinander 61
12.6 Doppelt beschattet 61
12.7 Schatten zeichnen 62
12.8 Guter Mond - du gehst so stille (Projektmöglichkeit) 62
12.9 Monddaten 63
12.10 Sonne und andere Sterne 63
12.11 Finsternisse (Projektmöglichkeit) 64

13 Im Spiegelkabinett 65
13.1 Matt und glänzend 65
13.2 Spiegelschrift 65
13.3 Wo ist das Spiegelbild? 65
13.4 Die ertrunkene Kerze (Projektmöglichkeit) 66
13.5 Agent 008 und die Geheimtüre 66
13.6 "Toter Winkel" (Projektmöglichkeit) 66
13.7 Das vollständige Spiegelbild 67
13.8 Der Entfernungsmesser (Projektmöglichkeit) 67
13.9 Winkelspiegel 68
13.10 Mathematisches Billard 68
13.11 Spiegel im Spiegel im Spiegel (Projektmöglichkeit) 69
13.12 Kaleidoskop & Co (Projektmöglichkeit) 69

14 Der Knick in der Optik 70
14.1 Der geknickte Bleistift 70
14.2 Wer trifft? 70
14.3 Glasscheiben 70
14.4 Fischers Fritze 71
14.5 Knick, Knick, Hirnverzwick 71
14.6 Was sieht der Taucher? 72
14.7 Tricks mit trüben Tassen (Projektmöglichkeit) 72
14.8 Einblick ins Aquarium (Projektmöglichkeit) 73
14.9 Gebrochene Regeln 73
14.10 Edel, edler, Diamant 74
14.11 Im Dreieck gesprungen (Projektmöglichkeit) 75

15 Optische Bildung 77
15.1 Brennweiten 77
15.2 Lupenrein 77
15.3 Der Bruch im Wasserglas 77
15.4 Knifflige Konstruktionen 77
15.5 Das Bild einer Kerze 78
15.6 Experimente hinter der Schreibtischlampe 78
15.7 Bilder oder nicht 78
15.8 Die unfassbare Blume (Projektmöglichkeit) 79
15.9 Abschätzung deines Auges 79
15.10 Satellitenaufnahmen 79
15.11 Wasserlinsen 80
15.12 Fresnel-Linse 80
15.13 Stablinsen 81
15.14 Brilleninfo 81

16 Ich sehe was, was du nicht siehst 82
16.1 Dein blinder Fleck 82
16.2 Nachts sind alle Katzen grau 82
16.3 Brillen überall (Projektmöglichkeit) 82
16.4 Kurz oder weit? 82
16.5 Brilleninfo 83
16.6 Linsenkombinationen 83
16.7 Optische Täuschungen (Projektmöglichkeit) 83
16.8 Erkenntnis aus der Entfernung 84
16.9 Räumliches Sehen (Projektmöglichkeit) 85
16.10 Der Augenreflex. 86
16.11 Von fern zu weit 86
16.12 Die Entfernungseinstellung 87
16.13 Größer oder kleiner 87
16.14 Untersuchungen zur Schärfentiefe (Projektmöglichkeit) 88
16.15 Ein notwendiges Zusammenspiel 89
16.16 Über den Overheadprojektor 89
16.17 Projekt zur Projektion (Projektmöglichkeit) 90
16.18 Mikroskopie in Biologie (Projektmöglichkeit) 90
16.19 Unter die Lupe nehmen 90
16.20 Mit langen Rohren in den Himmel sehen 91
16.21 Dein eigenes Fernrohr (Projektmöglichkeit) 91
16.22 Das Prismenfernrohr 91

17 Bunt ist die Welt? - Bunt ist das Licht 92
17.1 Nicht nur Liebe macht blind! 92
17.2 Licht selbst zerlegen 92
17.3 Abendrot und Morgenrot 92
17.4 Additiv - subtraktiv 93
17.5 Weiß hingeworfen - farbig zurückgeworfen 93
17.6 Farbige Schatten 93
17.7 Aquarell und Guache (Projektmöglichkeit) 94
17.8 Drei oder vier (Projektmöglichkeit) 94


Teil B: Schülerübungen mit Lösungen

Hinweise zu den Schülerübungen 96
1. Reibung 97
2. Schiefe Ebene 99
3. Bungee-Sprung 101
4. Abbremsarbeit 103
5. Arbeit bleibt Arbeit 105
6. Temperaturmessung 107
7. Gasthermometer 109
8. Erwärmung von Wasser 111
9. Spezifische Wärmekapazität 113
10. Schmelzwärme und Heizwert 115
11. Einführung in Strahlenoptik 117
12. Die Reflexion und ihr Gesetz 119
13. Das Brechungsgesetz 121
14. Bestätigung der Linsengleichung 123


Teil C: Hilfen für den Unterricht

Übungsaufgaben zur Mechanik
1. Reibung 125
2. Reibung aufder Waagrechten 125
3. Physik im Schnee 126
4. Reibung und schiefe Ebene 126
5. Energie und Arbeit 126
6. Spannarbeit 127
7. Physik des Bogens 127
8. Energieerhaltung beim Sport 127
9. Physik der Achterbahn 127
10. Physik im Zirkus 128
11. Bungee-Sprung 128
12. Goldene Regel der Mechanik 129
13. Flaschenzug und Wirkungsgrad 129
14. Flaschenzug allgemein 129
15. Flaschenzug mit mehreren Seilen 130
16. Leistung 130
17. Leistung im Schnee 130
18. Vermischtes 130

Übungsaufgaben zur Wärmelehre
1. Ausdehnung 131
2. Bimetallschalter (Thermostat) 131
3. Anomalie des Wassers 131
4. Druck und Temperatur - Druck und
Volumen 1 132
5. Druck und Volumen 2 132
6. Volumen und Temperatur 1 132
7. Volumen und Temperatur 2 132
8. Gasgesetz 1 133
9. Gasgesetz 2 133
10. Gasgesetz 3 133
11. Heißluftballon 133
12. Wärmezufuhr 134
13. Gleiche Wärme 134
14. Mischung mit einem Stoff 1 134
15. Mischung mit einem Stoff 2 134
16. Mischungen mit zwei Stoffen 134
17. Zinngießen und Schmieden 135
18. Mischungen mit drei Stoffen 135
19. Leistung 135
20. Alles mit Wasser 136
21. Heizwert 136
22. Wärmekraftwerk 136
23. Otto-Motor 136

Übungsaufgaben zur Optik
1. Licht und Schatten 137
2. Reflexionen 1 137
3. Reflexionen 2 137
4. Reflexionen 3 138
5. Konstruktives 138
6. Lochkamera 138
7. Linsengleichung 1 139
8. Linsengleichung 2 139
9. Linsengleichung 3 139
10. Brechung und Totalreflexion 140
11. Fische stechen 140

Bingo 9. Klasse Physik 141

Physikalische Rätsel
1. Zur Mechanik 143
2. Zur Wärmelehre 144
3. Zur Optik 144