Übersicht aller Animationen aus der Physik und Mathematik

Die meisten Animationen sind auf der Geogebraseite von schulphysikwiki zu finden. Dort kann man auch die Dateien herunterladen, die Animationen laufen dann wesentlich flüssiger.

Physik

Wasserbehältermodell

• Zwei verbundene Behälter
• Ein Behälter läuft aus.
• Ein Wasserbehälter mit Zu- und Abfluss. Der Abfluss ist über den Durchmesser des Abflussrohres regulierbar.
• Ein Wasserbehälter mit Zu- und Abfluss. Die Abflussfunktion, also der Zusammenhang zwischen Antrieb und Änderungsrate, ist einstellbar.

Optik

• Mondphasen
• Die Lochkamera (das Lochauge)
• Lochkamera (Auge) mit und ohne Linse
• Der Strahlengang einer Sammellinse
• Reelle und virtuelle Bilder mit einer Lupe/Sammellinse
• Konstruktionszeichnung für reelle und virtuelle Bilder bei einer Sammellinse

Mechanik

Newtonsche Mechanik

Kinematik

• Orts-, Geschwindigkeits- und Beschleunigungsdiagramm

Kräfte

• Die Gravitation der Erde

• Schiefe Ebene an einem Berg

Daniel und Elisabeth gehen auf einen Berg, aber unterschiedlich steile Wege...

Kraft und Energie

• Flaschenzug ohne Umlenkrolle

Mit einem Flaschenzug kann man ganz leicht schwere Gegenstände anheben...

• Potential und potentielle Energie (Lageenergie)

Wenn man auf der Erde einen Koffer hochhebt, so benötigt man dazu Energie...

• Animation: Kraft-Weg-Diagramm (Wegintegrale) im homogenen Schwerefeld

Auf verschiedenen Wegen zum gleichen Ziel mit dem gleichen Energiebedarf...

Dynamik

• Das Wasserbehältermodell für den Impuls

• Der Kraftverlauf bestimmt die Bewegung (Bewegungsdiagramme bei konstanter Kraft)

Beim Skatebordfahren kann man sich mehr oder oder weniger stark anschubsen. Hier sieht man, welche Bewegung man dann auf dem Skateboard macht.

• Der Kraftverlauf bestimmt die Bewegung (Bewegungsdiagramme)

Außer sich auf dem Skateboard nur einmal Abzustoßen, kann man sich auch Rollen lassen und Bremsen. Auch die Reibung kommt ins Spiel. Hier sieht man, welche Bewegung man dann auf dem Skateboard macht.

Bezugssysteme

• Trägheitskräfte beim Zugfahren

Bei einer Zugfahrt haben die mitfahrende und die vom Bahnsteig beobachtende Person ganz unterschiedliche Beschreibungen des gleichen Vorgangs...

• Animation: Das Polardiagramm einer Tragfläche von Otto Lilienthal

Lilienthal baute und untersuchte als Erster flugfähige Segelflugzeuge.

Bewegungen im Raum (Unabhängigkeitsprinzip / Superpositionsprinzip)

• Schiefer Wurf

Kreisbewegung

• Bahn- und Winkelgeschwindigkeit der Kreisbewegung
• Zentrifugal- und Zentripetalkraft

Gibt es nun die Zentripetalkraft? Und wenn ja, wann?

• Kräfte auf ein Rotorblatt einer Windenergieanlage

Auch in zwei verschiedenen Bezugssystemen: Aus der Sicht von Außen oder aus Sicht des Rotorblattes.

• Der Coriolis-Effekt an einem sich drehenden Tisch

Durch den Wechsel des Bezugssystems vom ruhenden zum sich mitdrehenden Beobachter wirkt außer der Zentrifugalkraft auch noch die Corioliskraft.

Bewegungen im Gravitationsfeld

• Schuss um die Erde

Isaac Newton hatte die Idee einen Gegenstand so weit zu werfen, dass er womöglich nie wieder auf die Erde zurückfällt.

• Satellitenbahnen um die Erde

Mit dieser Simulation kann man die Bewegung von Satelliten im Gravitationsfeld der Erde nachvollziehen.

• Potential und potentielle Energie (Lageenergie) im Gravitationsfeld der Erde

Und wenn man den Koffer sogar bis in den Weltraum bringen will, noch mehr...

Schwingungen

• Beschreibung einer harmonischen Schwingung mit der Zeigerdarstellung
• Harmonische horizontale Federschwingung (Schwingender Wagen)
• Harmonische Feder-Schwingung mit zwei Körpern (Streckschwingung)
• Rückstellkraft beim Fadenpendel
• Schwingung einer Flüssigkeit in einem U-Rohr
• Darstellung der Überlagerung zweier harmonischer Schwingungen mit Zeigern

Wellen

• Ausbreitung von Quer- und Längswellen (Transversal- und Longitudinalwellen)
  • Zeigerdarstellung einer linearen harmonischen Welle
  • Wellengleichung einer linearen harmonischen Welle
  • Zeigerdarstellung einer Kreiswelle
• Darstellung einer ebenen elektro-magnetischen Welle

Wie sich eine elektromagnetische Welle im Raum ausbreitet.

• Interferenz zweier Wellenzüge
  • Darstellung der Interferenz zweier Wellen mit dem Moiré-Effekt
  • Zeigeraddition bei Interferenz zweier Kreiswellen
• Reflektion und Brechung nach dem Huygensschen Prinzip
  • Konstruktion der gebrochenen Welle nach Huygens
• Stehende Welle transversal und longitudinal
• Doppelspaltmuster mit Einzelspalteffekt
• Interferenzmuster von Einfachspalt, Doppelspalt und Mehrfachspalten

Felder

• Graphische Darstellung eines Feldes (magnetischer Dipol)

Wie man verschiedene Eigenschaften eines Magnetfeldes zeichnen kann.

• Potential und potentielle Energie (Lageenergie)

Wenn man auf der Erde einen Koffer hochhebt, so benötigt man dazu Energie...

• Potential und potentielle Energie (Lageenergie) im Gravitationsfeld der Erde

Und wenn man den Koffer sogar bis in den Weltraum bringen will, noch mehr...

• Feldstärke und Potential des Schwerefeldes der Erde

Der Zusammenhang zwischen Feldstärke und Potential am Beispiel des Schwerefeldes der Erde.

• Plattenkondensator mit und ohne Dielektrikum

• Zeitlicher Verlauf des Ladens und Entladens eines Doppelschicht-Kondensators

Elektrodynamik

• Darstellung einer ebenen elektro-magnetischen Welle

Wie sich eine elektromagnetische Welle im Raum ausbreitet.

Quantentheorie

• Netzebenenabstände von Graphit

• Bragg-Reflektion

• Debye-Scherrer-Verfahren

• Der Compton-Effekt: Impuls von Photonen

Mathematik

Terme

• Binomische-Formel-Rechner

Geometrie

• Scheitelwinkel, Stufenwinkel und Wechselwinkel
• Winkelsumme im Dreieck
• Der Satz des Thales (Einführung)
• Der Satz des Thales (Beweis)
• Die Umkehrung des Satz des Thales
• Konstruieren von Dreiecken (Kongruenzsätze)
• Ähnliche Dreiecke im rechtwinkligen Dreieck
• Der Cosinussatz und das Skalarprodukt II (Die überarbeitete Version.)
• Der Cosinussatz und das Skalarprodukt I (Die erste Version.)

Lineare Gleichungen

• Ein Wettrennen (Lineare Gleichungen geometrisch)

Lineare Gleichungssysteme

• Einführung Lineare Gleichungssysteme: Lineare Gleichung mit zwei Unbekannten
• Gaußsches Eliminationsverfahren bei Linearen Gleichungssystemen
• Gaußsches Eliminationsverfahren bei Linearen Gleichungssystemen (Matrixversion)

Analytische Geometrie

• Die "Flugzeug-Aufgabe" oder "Bewegungs-Aufgabe" (Parametergleichung einer Geraden)
• Das Skalarprodukt und der Satz des Pythagoras
• Winkel messen mit dem Skalarprodukt
• Das Skalarprodukt als Schattenwurf (Projektion)
• Der Cosinussatz und das Skalarprodukt II (Die überarbeitete Version.)
• Der Cosinussatz und das Skalarprodukt I (Die erste Version.)
• Das Vektorprodukt/Kreuzprodukt anschaulich

Winkelfunktionen

• Schiffe auf dem Radarschirm (Polarkoordinaten)
• Sinus und Cosinus im Einheitskreis (Gradmaß)
• Sinus und Cosinus im Einheitskreis (Gradmaß bis 90°)
• Tangens im Einheitskreis (Gradmaß)
• Bogenmaß eines Winkels
• Bogenmaß und ähnliche Kreise
• Bogenmaß, Gradmaß und Umdrehungsmaß im Vergleich
• Sinus und Cosinus im Einheitskreis (Bogenmaß)
• Wichtige Werte von Cosinus und Sinus

Quadratische Funktionen

• Die spezielle quadratische Funktion
• Die Scheitelpunktform einer quadratischen Funktion
• Die Scheitelpunktform einer allgemeinen quadratischen Funktion
• Der Parabel-Rechner: Normalform, faktorisierte Form und Scheitelpunktform

• Optimales rechteckiges Gehege
• Optimales Gehege an einer Wand
• Ein optimales Brett

Quadratische Gleichungen

• Rein quadratische Gleichungen graphisch lösen
• Spezielle quadratische Gleichungen graphisch lösen ("x-Form")
• Allgemeine quadratische Gleichungen graphisch lösen

rationale Funktionen (Polynome)

• Verhalten einer Polynomfunktion für betragsmäßig große und kleine Werte

Exponentialfunktionen und Wachstum

• Die Graphen der Exponentialfunktionen
• Die Differentialgleichung des exponentiellen Wachstums
• Die Eulersche Zahl e und die natürliche Exponentialfunktion

Parameter

• Verschieben von Graphen
• Stauchen, Strecken und Spiegeln von Graphen
• Stauchen, Strecken, Spiegeln und Verschieben von Graphen

Ableitung

• Die Ableitungsfunktion graphisch dargestellt
• Zusammenhang zwischen Funktion und Ableitung (Der Monotoniesatz)
• Zusammenhang zwischen Funktion und zweiter Ableitung (Krümmungsverhalten)
• Orts-, Geschwindigkeits- und Beschleunigungsdiagramm
• Veranschaulichung der Produktregel
• Veranschaulichung der Kettenregel

• Optimierung eines Sportplatzes
  • Optimierung einer Dose mit festem Inhalt
  • Optimierung einer Dose mit fester Oberfläche

Integrale

• Veranschaulichung der Stammfunktion mit der Fläche unter dem Graphen

Wahrscheinlichkeitsrechnung

• Binomialverteilung und kumulierte Binomialverteilung