Physik

 

Was ist eigentlich Physik?

Physik ist nichts weniger als ein Versuch die Welt zu erklären, die uns umgibt.

Das Wichtigste für die Physik ist die Imagination: wie man geistige Bilder beschwört, wie man das Unwesentliche vom Wesentlichen trennt und wie man zum Kern eines Problems vordringt, wie man Fragen stellt. Ein Problem in der Physik wird erst dann wirklich verstanden, wenn man die Antwort intuitiv errät. Um die Natur beschreiben zu können, benutzen wir die Sprache der Mathematik.

Im Physikunterricht lernst du die grundlegenden Theorien, die das Gedankengebäude der Physik tragen, kennen:

  • die Mechanik mit ihrem Teilgebiet der Akustik,
  • die Wärmelehre (Thermodynamik),
  • die Elektrizitätslehre (Elektrodynamik) und Optik,
  • die Teilchenphysik (Atom- und Kernphysik), sowie
  • die Grundzüge der speziellen und allgemeinen Relativitätstheorie.

Durch eigenes Experimentieren lernst du genau zu beobachten, physikalische Phänomene zu beschreiben, die gewonnen Daten auszuwerten und mithilfe von physikalischen Konzepten und Modellen zu erklären.

Exkursionen und Projekte zu verschiedenen Themen ergänzen den Unterricht.

Herzlich willkommen in der Welt der Physik!

 


 

Aber der Wagen, der rollt...

Im Rahmen der Unterrichtsreihe zu beschleunigten Bewegungen hat die Eingangsklasse E2 das physikalische Verhalten des Autos ihres Fachlehrers untersucht.

Nachdem die Trägheit des PKW mit einer Masse von ca. 900 kg auf dem unteren Parkplatz (ebene Fläche) beim Anschieben und beim Abbremsen mit einem Seil erlebt wurde, ging es nun auf den oberen Parkplatz, der eine schiefe Ebene mit konstanter Neigung darstellt und deshalb bestens geeignet ist, um eine Bewegung mit einer gleichmäßigen Beschleunigung darzustellen.

Der Wagen rollt im Leerlauf und aus der Ruhe los. Ein Starter sorgt für die Synchronizität der Stoppuhren (Handys). Mehrere Personen messen an einem Punkt; über Mittelwerte entsteht die nötige Genauigkeit. Somit konnte ein gutes Zeit-Weg- Diagramm erstellt werden, aus dem man die Beschleunigung beim Bergabrollen von ca. 0,30 m/s^2 bestimmen kann. Das bedeutet, dass der Wagen pro Sekunde um ca. 1 km/h schneller wird. Bei einer Endgeschwindigkeit von ca. 17 km/h konnte der Wagen mit einer Vollbremsung vor der Mauer gestoppt werden.

Schwieriger und damit spannend wurde die Zeitmessung bei der näherungsweisen Bestimmung der Momentangeschwindigkeiten. Ohne Lichtschranken muss man dafür die Zeit von Hand bestimmen, in der der Wagen an einem 1 m langem Maßstab vorbeifährt. Das ist zu ungenau! Eine Schülerin hatte die Lösung für dieses Problem: Neben den Maßstab wurde, wie im Foto zu erkennen, ein Handy mit laufender Stoppuhr gelegt und dann gefilmt. In der Zeitlupe kann die Zeit, die der Wagen an dem Maßstab vorbeifährt, problemlos und genau bestimmt werden. Dadurch konnte ein sauberes Zeit-Geschwindigkeit-Diagramm erstellt werden und der Wert für die Beschleunigung aus dem ersten Experiment bestätigt bzw. präzisiert werden.

Ulrich Scheja