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==Leere Seite==
 
 
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==Aufgaben zur Energie==
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====Energieträger und Energieformen====
  
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'''1)''' Eine Batterie ist ein Energieträger. Denn in der Batterie steckt Energie, mit der man einen Motor antreiben kann.
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*Nenne drei weitere Gegenstände, die auch Energieträger sind und sage, was man mit dieser Energie machen kann.
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'''2)''' Die Tabelle zeigt, welche verschiedenen Namen man der Energie verschiedener Träger gegeben hat.
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*Nenne für jede Energieform ein ''anderes'' Beispiel in folgender Art:
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:"Der Wind, also Luft, die sich schnell bewegt, enthält Bewegungsenergie."
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{|class="wikitable" "
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!
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Energieträger
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! colspan="2" "|
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Name der Energieform
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Holz
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|colspan="2"|chemische Energie
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heißes Wasser
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|colspan="2"|Wärmeenergie
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geriebener Luftballon
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|colspan="2"|elektrische Energie
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Licht
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|colspan="2"|Lichtenergie<ref>Das Licht selbst besteht nicht aus Energie, es enthält die Energie! Was das Licht selbst ist, kann man nicht so einfach beantworten.</ref>
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laufender Mensch
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|Bewegungsenergie
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|rowspan="3"|mechanische Energie
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[[Media:Luftballon Druecken.jpg|zusammengedrückter Luftballon]]
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|Spannenergie
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hochgelegenes Wasser in einem Stausee
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|Lageenergie
 
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==Lernzirkel: Schwere, Elektrische und Magnetische Wechselwirkung (Gravitation, Elektrostatik, Magnetostatik)==
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<br style="clear: both" />
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Dieser Lernzirkel soll Ihnen die Gelegenheit geben die wichtigsten Eigenschaften der Gravitation, der elektrischen und magnetischen Wechselwirkung aus der Mittelstufe noch einmal zu wiederholen.
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Führen Sie die verschiedenen Experimente durch und machen Sie sich mit Hilfe [[Schwere,_Elektrische_und_Magnetische_Wechselwirkung_(Gravitation,_Elektrostatik,_Magnetostatik)#Eigenschaften_von_schwerer.2C_elektrischer_und_magnetischer_Wechselwirkung|dieser Übersicht]] und den bei den Versuchen liegenden Hinweisen klar wie man die Beobachtungen mit Hilfe von verschiedenen Modellen erklären kann.
+
'''3)''' Aus der Tabelle kann man ablesen:
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:"Mit der Energie von 38 Stunden Sonnenlicht auf einen Quadratmeter kann man den Akku eines E-Autos aufladen."
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*Bilde drei weitere Sätze in dieser Art.
  
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==1) ''Ladungen'' - verschiedene Eigenschaften von Gegenständen==
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{|class="wikitable" style="text-align: right; "
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'''Material''': Laptop mit LAN, Physikbuch, zwei Stabmagnete, eine Schnur
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!style="border-style: solid; border-width: 5px "|
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;Schwere Ladung
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Gegenstand
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*Welche der Aussagen beschreibt die Gravitation am besten? ([http://www.youtube.com/watch?v=mezkHBPLZ4A Video: Was ist Gravitation? Eine Umfrage von "veritaserum".])
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:1) "Gravitation ist die Kraft, die uns und andere Gegenstände nach unten zur Erde zieht."
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:2) "Gravitation bewirkt die Anziehung von kleinen Objekten zu großen Objekten." (Ein Ball wird von der Erde angezogen, die Erde wird von der Sonne angezogen.)
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−
:3) "Gravitation ist Massenanziehung. Zwei Gegenstände, die Masse haben, werden zueinander hingezogen."
+
−
*Wie funktioniert eine Gravitationsdrehwaage? Schaut in das Physikbuch.
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;Magnetische Ladung
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!style="border-style: solid; border-width: 5px "|
−
*Nähere das eine Ende eines Magneten verschiedenen Stellen des anderen Magneten.
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Energiemenge in Joule
−
:Welche Wirkungen treten auf? In welchen Fällen ist die Wirkung besonders stark?
+
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*Hänge einen Magneten drehbar an einer Schnur auf.
+
−
:An welcher Stelle befindet sich die Nordpolladung und wo die Südpolladung?
+
  
−
;Elektrische Ladung
+
|-
−
*Warum gibt es keine Gegenstände, die dauerhaft elektrisch geladen sind?
+
|style="border-style: solid; border-width: 5px "|
 +
Sonnenlicht auf einen m<sup>2</sup> für eine Sekunde
  
−
==2) Summe und Differenz von Ladungen==
+
|style="border-style: solid; border-width: 5px "|
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'''Material''': zwei Stabmagnete, eine Schachtel mit Eisennägeln, Wimshurstmaschine, Elektroskop mit Faraday-Becher, Ladungslöffel
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1.300 J
−
;Magnete wirken zusammen
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*Haltet zunächst nur einen Nordpol in die Nägel.
+
−
:Wieviele Nägel kann man mit einem Nordpol anheben?
+
−
*Macht aus zwei Magneten einen, indem ihr sie so zusammenhaltet, dass die beiden Nordpole und die beiden Südpole aufeinanderliegen.
+
−
:Wieviele Nägel können zwei Nordpole anheben?
+
−
*Macht aus zwei Magneten einen, indem ihr sie so aufeinanderlegt, dass jeweils die Nord- und Südpole zusammenliegen.
+
−
:Wieviele Nägel kann ein gemischter Nord- / Südpol anheben?
+
−
*Was folgt aus euren Beobachtungen?
+
  
−
;Elektrische Ladungen löffeln
+
|-
−
*Mit der Wimshurst-Maschine kann man elektrische Ladungen trennen. Dreht man die Kurbel im Uhrzeigersinn, so fließen Elektronen von einer Seite auf die andere. Die entstehenden Pole sind mit + und - markiert. Auf einem Elektroskop befindet sich ein "Faraday-Becher". Die kleine Metallkugel mit dem Kunststoffgriff nennt man "Ladungslöffel".
+
|style="border-style: solid; border-width: 5px "|
−
:Nehmt den Ladungslöffel und berührt damit den -Pol und danach die Innenseite des Faraday-Bechers. Wiederholt dies noch zweimal.
+
ein Liter Benzin
−
:Berührt dann den +Pol und die Innenseite des Bechers. Wiederholt dies ebenso.
+
 
 +
|style="border-style: solid; border-width: 5px "|
 +
30.000.000 J
  
−
;Gravitation auf anderen Planeten
 
−
*Die Gravitation ist nicht überall gleich. Der Ortsfaktor gibt an, wie stark die Anziehungskraft an dieser Stelle ist.
 
−
:Warum ist die Gravitation an den verschiedenen Orten denn so unterschiedlich?
 
−
:{|
 
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!Himmelskörper
 
−
! Ortsfaktor in N/kg
 
 
|-
 
|-
−
| Merkur
+
|style="border-style: solid; border-width: 5px "|  
−
| 3,70
+
Akku eines E-Autos<ref>Siehe Wikipedia: [https://de.wikipedia.org/wiki/Tesla_Model_3#Batterietechnik Tesla Model 3]</ref>
 +
 
 +
|style="border-style: solid; border-width: 5px "|
 +
180.000.000 J
 +
 
 
|-
 
|-
−
| Venus
+
|style="border-style: solid; border-width: 5px "|
−
| 8,87
+
aufgepumpter Fahrradreifen
 +
 
 +
|style="border-style: solid; border-width: 5px "|
 +
600 J
 +
 
 
|-
 
|-
−
| Erde
+
|style="border-style: solid; border-width: 5px "|
−
|9,798
+
Schulranzen auf einem ein Meter hohen Tisch
 +
 
 +
|style="border-style: solid; border-width: 5px "|
 +
100 J
 +
 
 
|-
 
|-
−
| Mond
+
|style="border-style: solid; border-width: 5px "|
−
| 1,62
+
Ein Liter kochendes Wasser<ref>Im Vergleich zu Zimmertemperatur bei 20°C.</ref>
 +
 
 +
|style="border-style: solid; border-width: 5px "|
 +
300.000 J
 +
 
 
|-
 
|-
−
| Mars
+
|style="border-style: solid; border-width: 5px "|  
−
| 3,71
+
Fahrradfahrerin mit 30 km/h
−
|-
+
 
−
| Jupiter
+
|style="border-style: solid; border-width: 5px "|
−
| 24,79
+
3.000 J
−
|-
+
−
| Saturn
+
−
| 10,44
+
−
|-
+
−
| Uranus
+
−
| 8,87
+
−
|-
+
−
| Neptun
+
−
| 11,15
+
 
|-
 
|-
 +
|style="border-style: solid; border-width: 5px "|
 +
eine Tafel Schokolade
 +
|style="border-style: solid; border-width: 5px "|
 +
2.000.000 J
 +
 
|}
 
|}
 +
<br style="clear: both" />
  
−
==3) Großer oder kleiner Abstand==
+
==Energiewandler / Energieumlader==
−
'''Material''': Ein schwebender Magnet, ein elektrischer "Zauberstab" mit Folie
+
−
;Schwebender Magnet [[Datei:Schwebender Magnet.jpg|thumb|100px]]
+
−
*Ein Magnet schwebt über einem anderen Magneten. Wenn man oben draufdrückt, dann nähern sich die Magnete weiter an. Läßt man los, so bewegt sich der obere Magnet wieder weg und kommt in einer größeren Entfernung wieder zur Ruhe.
+
−
:Wie kann man das erklären? (Tipp: Welche Kräfte wirken, wie hängt das mit dem Abstand zusammen?)
+
−
;elektrischer Zauberstab
+
−
*Lege die metallbedampfte Folie auf den "Zauberstab" und schalte ihn ein. Versuche die Folie in der Schwebe zu halten.
+
−
:Vergleiche den Versuch mit den beiden Magneten.
+
−
;Leichtigkeit auf dem Mount Everest
+
−
*Am Meer werde ich mit 800N angezogen, aber auf dem Mount Everest nur noch mit 796N, dort bin ich also "leichter"!
+
−
:Warum ist das so?
+
  
−
==4) "Aufladen" und "Entladen"==
+
[[Datei:Aufgaben_Energieumlader.png|399px|left]]
−
'''Material''': ein Eisennagel, ein Kompass, ein Stabmagnet, ein durchgebrochener Magnet, Schallplatte, (Woll)Pullover, Glimmlampe, Glasstab, Papier
+
'''4) Energie für Maschinen'''
−
;Ein magnetischer Eisennagel
+
−
*Nehmt einen Nagel und untersucht mit einem Kompass, ob der Nagel magnetische Pole hat. (Man erkennt das an der ''abstoßenden'' Wirkung, bei einem unmagnetisierten Nagel gibt es nur anziehende Wirkungen!)
+
−
:Falls ja, werft den Nagel mehrmals auf den Boden und prüft nun nochmal auf Nord- und Südpole.
+
−
:Falls nein, streicht mit einem der Pole einmal von einem bis zum anderen Ende über den Nagel. Untersucht dann erneut den Nagel mit dem Kompass.
+
−
*Prüft, ob ihr den magnetischen Zustand des Nagels erneut ändern könnt.
+
  
−
;Durchgebrochener Magnet
+
Ein Automotor bekommt mit dem Benzin seine Energie und setzt damit das Auto in Bewegung. Der Motor wird dabei auch sehr heiss. Der Motor lädt die Energie vom Benzin auf die Bewegung des Autos und auf den heissen Motor um. 
−
*An den Stellen, an denen der Magnet durchgebrochen ist, befinden sich wieder Pole!
+
:'''a)''' Trage in die Energieumladerdiagramme die passenden Energieträger oder den Namen des Umladers ein!  
−
:Welche Pole sind dort und wie kann man das mit der Magnetisierung des Magnets erklären?
+
:'''b)''' Wie kann man Energie von Licht auf Bewegung umladen? Zeichne dazu zwei geeignete Energieumlader hintereinander.
 +
<br style="clear: both" />
  
−
;Schallplatte und Glas reiben
+
[[Datei:Aufgabe_Energie_für_Mensch_und_Tier.png|435px|left]]
−
*Reibe die Schallplatte mit dem Wollpulli. Halte dann die eine Seite der Glimmlampe fest und berühre mit der anderen Seite der Glimmlampe verschiedenen Stellen der Schallplatte. (Der Raum sollte dazu ziemlich dunkel sein!)
+
'''5) Energie für den Menschen'''
−
*Reibe den Glasstab mit Papier und halte wieder die Glimmlampe an den Glasstab. (Der Versuch klappt nicht immer!)
+
  
−
;Gravitation An- und Ausschalten?
+
Mit welchen Energieträgern bekommen der Mensch, eine Kuh, eine Graspflanze und eine Weizenpflanze ihre Energie? In welche Träger wird die Energie hineingesteckt?
−
*Einen Nagel kann man magnetisieren, wobei magnetische Ladungen entstehen und wieder entmagnetisieren. Eine Schallplatte kann man elektrisch laden und entladen.
+
'''a)''' Trage die Begriffe in die Diagramme unter die Pfeile ein!
−
:Warum kann man nicht einem Stein schwere Ladung geben und wieder nehmen? Dann könnte man die Schwerewirkung auf den Stein an- und ausschalten!
+
Körner/Fleisch           Körner
 +
Muskelmasse&Fett&Milch    Muskelmasse&Fett&Milch 
 +
Kot&Urin                  Kot&Urin
 +
Wärme                   Wärme
 +
Grashalme           Grashalme
 +
Bewegung                  Bewegung
 +
Licht                   Licht
  
−
==5) Influenz (Polarisierung und Magnetisierung)==
+
'''b)''' Zeichne eine Energieumladerkette für einen Menschen, der nur Fleisch isst und einen Menschen, der nur Brot ist. Wo kommt schlußendlich die Energie für den Menschen her?
−
'''Material''': ein Kunststofflineal (oder Stange), ein Wollappen (oder ein Fell), Schallplatte, Fell, Metallkugel mit Fuß, Stabmagnet, Münzen
+
<br style="clear: both" />
−
;Gebogener Wasserstrahl
+
−
*Reibe ein Kunststofflineal an einem Wollappen und halte es in die Nähe eines schwach fließenden Wasserstrahls.
+
−
:Warum lenkt das Lineal den Wasserstrahl ab? (Tipp: Wie verändern die Wassermoleküle durch die Nähe des geladenen Lineals ihre Lage? Siehe "Orientierungspolarisation".)
+
  
−
;Schallplattengenerator
+
'''6) Viele verschiedene Energieumlader'''
−
*Entlade zunächst die Metallkugel, indem du sie mit der Hand berührst. Lade dann die Schallplatte durch Reiben negativ auf. Halte die Glimmlampe an einer ihrer beiden Anschlüsse fest.
+
−
#Halte die Schallplatte in die Nähe der Metallkugel (nicht berühren!) und berühre danach die gegenüberliegende Seite der Kugel kurz mit der Glimmlampe.
+
−
#Entferne die Schallplatte und berühre die Kugel wieder kurz mit der Glimmlampe.
+
−
:Jetzt kann man immer wieder 1. und 2. wiederholen...
+
−
*([[Media:Elektrostatik_Influenz_Versuch_Wedelgenerator.ogg|Video des Versuchs]])
+
  
−
;Metallsortierung
+
In [[Media: Energieumlader-Tabelle_teilausgefüllt_als_Aufgabe.pdf|dieser Tabelle]] sind viele Energieumlader aufgeführt. Auf der linken Seite sieht man, mit welchem Träger sie ihre Energie bekommen und oben kann man ablesen, mit welchem Träger sie die Energie wieder abgeben. Ein Baum bekommt seine Energie mit dem Licht und speichert sie in seinem Holz. Ein Ofen wiederum kann seine Energie mit Holz bekommen und sie mit der warmen Luft wieder abgeben.
−
*Nicht nur zwischen zwei Magneten gibt es eine Wechselwirkung. Auch zwischen manchen Metallen und Magneten.
+
−
:Teste verschiedene Münzen mit dem Magneten!
+
  
 +
*Ergänze die farbig markierten Lücken mit geeigneten Energieumladern.
  
−
;"schwere" Influenz
+
==Fußnoten==
−
*Sogar elektrisch neutrale Gegenstände werden in der Nähe von elektrischen Ladungen beeinflusst, ebenso einige Stoffe in der Nähe von magnetischen Ladungen.
+
<references>
−
:Warum gibt es nicht auch eine Influenz bei der Gravitation?
+

Aktuelle Version vom 31. Dezember 2025, 15:13 Uhr

Aufgaben zur Energie

Energieträger und Energieformen

1) Eine Batterie ist ein Energieträger. Denn in der Batterie steckt Energie, mit der man einen Motor antreiben kann.

  • Nenne drei weitere Gegenstände, die auch Energieträger sind und sage, was man mit dieser Energie machen kann.

2) Die Tabelle zeigt, welche verschiedenen Namen man der Energie verschiedener Träger gegeben hat.

  • Nenne für jede Energieform ein anderes Beispiel in folgender Art:
"Der Wind, also Luft, die sich schnell bewegt, enthält Bewegungsenergie."

Energieträger

Name der Energieform

Holz

chemische Energie

heißes Wasser

Wärmeenergie

geriebener Luftballon

elektrische Energie

Licht

Lichtenergie[1]

laufender Mensch

Bewegungsenergie mechanische Energie

zusammengedrückter Luftballon

Spannenergie

hochgelegenes Wasser in einem Stausee

Lageenergie


3) Aus der Tabelle kann man ablesen:

"Mit der Energie von 38 Stunden Sonnenlicht auf einen Quadratmeter kann man den Akku eines E-Autos aufladen."
  • Bilde drei weitere Sätze in dieser Art.

Gegenstand

Energiemenge in Joule

Sonnenlicht auf einen m2 für eine Sekunde

1.300 J

ein Liter Benzin

30.000.000 J

Akku eines E-Autos[2]

180.000.000 J

aufgepumpter Fahrradreifen

600 J

Schulranzen auf einem ein Meter hohen Tisch

100 J

Ein Liter kochendes Wasser[3]

300.000 J

Fahrradfahrerin mit 30 km/h

3.000 J

eine Tafel Schokolade

2.000.000 J


Energiewandler / Energieumlader

Aufgaben Energieumlader.png

4) Energie für Maschinen

Ein Automotor bekommt mit dem Benzin seine Energie und setzt damit das Auto in Bewegung. Der Motor wird dabei auch sehr heiss. Der Motor lädt die Energie vom Benzin auf die Bewegung des Autos und auf den heissen Motor um.

a) Trage in die Energieumladerdiagramme die passenden Energieträger oder den Namen des Umladers ein!
b) Wie kann man Energie von Licht auf Bewegung umladen? Zeichne dazu zwei geeignete Energieumlader hintereinander.


Aufgabe Energie für Mensch und Tier.png

5) Energie für den Menschen

Mit welchen Energieträgern bekommen der Mensch, eine Kuh, eine Graspflanze und eine Weizenpflanze ihre Energie? In welche Träger wird die Energie hineingesteckt? a) Trage die Begriffe in die Diagramme unter die Pfeile ein! 

Körner/Fleisch	          Körner
Muskelmasse&Fett&Milch    Muskelmasse&Fett&Milch  	
Kot&Urin                  Kot&Urin
Wärme	                  Wärme
Grashalme	          Grashalme
Bewegung                  Bewegung
Licht	                  Licht

b) Zeichne eine Energieumladerkette für einen Menschen, der nur Fleisch isst und einen Menschen, der nur Brot ist. Wo kommt schlußendlich die Energie für den Menschen her?

6) Viele verschiedene Energieumlader

In dieser Tabelle sind viele Energieumlader aufgeführt. Auf der linken Seite sieht man, mit welchem Träger sie ihre Energie bekommen und oben kann man ablesen, mit welchem Träger sie die Energie wieder abgeben. Ein Baum bekommt seine Energie mit dem Licht und speichert sie in seinem Holz. Ein Ofen wiederum kann seine Energie mit Holz bekommen und sie mit der warmen Luft wieder abgeben.

  • Ergänze die farbig markierten Lücken mit geeigneten Energieumladern.

Fußnoten

  1. ↑ Das Licht selbst besteht nicht aus Energie, es enthält die Energie! Was das Licht selbst ist, kann man nicht so einfach beantworten.
  2. ↑ Siehe Wikipedia: Tesla Model 3
  3. ↑ Im Vergleich zu Zimmertemperatur bei 20°C.
Von „http://schulphysikwiki.de/index.php?title=*&oldid=18251“