Inhalt Physik LK 21/22

Mechanik

Hier findet man eine kurze Wiederholung der Mittelstufe in Stichworten. Ausführlicher ist die Darstellung der 10. Klasse.

• Kinematik

Beschreiben von Bewegungen in einem gewählten Koordinatensystem.

• Aufgaben zur Kinematik (Bewegungslehre) (Lösungen)

• Dynamik

Bewegungszustände und deren Veränderungen (Newtonsche Axiome). Die Erhaltungsgrößen Impuls und Energie.

• Die Kraft
• Kraft und Impuls
• Kraft und Energie
• Aufgaben zu Kräften (Lösungen)
• Aufgaben zu Massenträgheit, Impuls und Kraft; qualitativ (Lösungen)
• Aufgaben zur Newtonschen Mechanik (Dynamik) (Lösungen)

Mechanische Schwingungen

Kinder beim Schaukeln

Mind map zu Schwingungen. (freeplane-Datei)

• Grundbegriffe und Beispiele von Schwingungen

Hier werden anhand von wichtigen Beispielen die zentralen Begriffe einer Schwingung erläutert.

Experimentelle Untersuchung einer Schwingung

• Experimentelle Untersuchung einer Schaukel
  • Praktikum: Untersuchung eines Fadenpendels
  • Praktikum: Untersuchung einer schwingenden Stange (physikalisches Pendel)
  • Praktikum: Untersuchung einer Schaukel
• Untersuchung einer harmonischen Federschwingung

Wiederholung aus Klasse 10: Kreisbewegungen

• Kinematik (Bahngeschwindigkeit und Frequenz) der Kreisbewegung
• Dynamik (Zentripetalkraft und Bahnimpuls) der Kreisbewegung
  • Aufgaben zu Kreisbewegungen (Lösungen)

Kinematik einer harmonischen Schwingung

• Beschreibung einer harmonischen Schwingung mit der Zeigerdarstellung
• Die Bewegungsgesetze einer harmonischen Schwingung

Dynamik einer harmonischen Schwingung

• Energie und Impuls einer mechanischen Schwingung
• Beschreibung einer harmonischen Schwingung mit einer Differentialgleichung
• Praktikum: Untersuchung von Schwingungen mit der Differentialgleichung
  • Untersuchung von Schwingungen mit der Differentialgleichung

• Woran man eine harmonische Schwingung erkennt (Vier gleichwertige Kriterien)

Energiezufuhr und Energie"verlust" von Schwingungen

• Energiezufuhr bei Schwingungen

Überlagerung und Zerlegung von Schwingungen

• Überlagerung von harmonischen Schwingungen (Fouriersyntese)
• Zerlegung in harmonische Schwingungen (Fourieranalyse)

• Aufgaben zu Schwingungen (Lösungen)
• Links zu mechanischen Schwingungen

Einschub

• Was ist Physik?

• Messunsicherheit und Fehlerrechnung

Mechanische Wellen

Mind map zu Wellen. (freeplane-Datei)

• Grundbegriffe und Beispiele zu mechanischen Wellen
• Die Ausbreitungsgeschwindigkeit einer Welle
• Zeigermodell und Wellengleichung
• Interferenz
• Brechung
• Dopplereffekt
• Eigenschwingungen von ausgedehnten Gegenständen ("Stehende Wellen")
  • Praktikum: Bau einer Panflöte aus Reagenzgläsern

• Aufgaben zu Wellen (Lösungen)
• Links zu Wellen

Grundlagen elektrischer, magnetischer und schwerer Felder

Mind map zu Feldern. (freeplane-Datei)

• Ein gewagter Vorausblick auf die Maxwell-Gleichungen
• Schwere, Elektrische und Magnetische Wechselwirkung (Gravitation, Elektrostatik, Magnetostatik)
• Fern- und Nahwirkungstheorie oder "Was ist ein Feld?"
• Feldenergie (qualitativ)
• Felduntersuchung mit Probekörpern (Monopolen)
• Graphische Darstellung von Feldern
• Die Feldstärke als gerichteter Ortsfaktor
• Das Potential eines Feldes
  • Praktikum: Äquipotentialflächen messen
• Dipole im elektrischen und magnetischen Feld
• Das Zentralfeld und die Abstandsgesetze (Gravitationsgesetz, Coulomb-Gesetz, magnetisches Coulomb-Gesetz)
• Ladung als Quellenstärke und der Fluss eines Feldes
• Feldenergie (quantitativ)
• Flächenladungsdichte, elektrische Feldkonstante und erste Maxwellsche Gleichung
• Material im magnetischen Feld (4st)

• Aufgaben zu den Grundlagen über Felder (Lösungen)

• Das Wichtigste über Felder (Zusammenfassung)

Elektrische Bauteile

• Das Oszilloskop
• Der Kondensator
• Praktikum: Einen Kondensator laden und entladen