Die verzögerte Bewegung - Stoffverteilungsplan Bildungsplan Stadtteilschule, Lernbereich Naturwissenschaften und...

Die verzögerte Bewegung
EXTRA: Sicherheitsabstand im Straßenverkehr
Anhalte- und Bremsweg
206–209
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– werten gewonnene Bewegungsdaten aus, ggf. auch durch einfache Mathematisierungen
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Die verzögerte Bewegung als Umkehrung der beschleunigten Bewegung
Sicherheitsabstände im Straßenverkehr
Unterscheidung zwischen Anhalteweg und Bremsweg
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1
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Trägheit
LEXIKON: Sicherheitssysteme
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210/211
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– beurteilen Gefahren und Sicherheit im Straßenverkehr unter den Aspekten von Kraft und Trägheit
– beurteilen Gefahren und Sicherheit im Straßenverkehr unter kinematischen und dynamischen Gesichtspunkten.
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Trägheit als Eigenschaft eines Körpers, seinen Bewegungszustand beizubehalten
Sicherheitssysteme in Fahrzeugen
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1
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Das Newton'sche Kraftgesetz
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212/213
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– beschreiben den Zusammenhang zwischen Kraft und Beschleunigung F = ma
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Zusammenhang zwischen Kraft und Beschleunigung
Newton’sches Kraftgesetz
F = m· a
Definition der Krafteinheit 1N
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1
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Bewegung und Energie
EXTRA: Auto und Fahrrad im Vergleich
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214/215
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– stellen dar, dass Energie übertragen werden kann
– beschreiben Energie als Erhaltungsgröße
– beschreiben, dass Energie in verschiedenen Formen vorkommen kann, die ineinander umgewandelt werden können
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Energieumwandlungen bei Fahrzeugen
Energieentwertung
Energieenthaltung
Energieeinsparung durch Nutzen des Fahrrades
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Die Kreisbewegung
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216/217
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Die Kurvenfahrt
Die Kreisbewegung als beschleunigte Bewegung
Umdrehungsgeschwindigkeit
Winkelgeschwindigkeit
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0
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Zusammenfassung
Aufgaben
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218/219
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Auf diesen Seiten sind die wichtigsten Informationen des Kapitels „Körper und Bewegung“ zusammengefasst.
Die niveaudifferenzierten Aufgaben dienen der Selbstkontrolle.
(Lösungen ab S. 430)
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7 Schwingungen und Wellen (S. 220–249)
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WERKSTATT: Schwingungen machen Töne
Hoch und tief, laut und leise
Schallarten
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222–225
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Schall (Werkstatt S. 222 V2)
Schallquellen
Hohe und tiefe Töne (Werkstatt S. 222 V1)
Unterschiedliche Schallarten
Schall sichtbar gemacht (Werkstatt S. 222 V3)
Tonhöhe
Frequenz
Lautstärke
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0
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WERKSTATT: Schallstärke – Lautstärke
Schallstärke und Lautstärke
Lärm schadet dem Gehör
WERKSTATT: Musikinstrumente selbst gebaut
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226–229
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Lautstärkemessung (Werkstatt S. 226 V1 – 4)
Maßeinheit der Lautstärke: db(A)
Zusammenhang zwischen Lautstärke und Frequenz eines Tones (subjektive Wahrnehmung der Lautstärke)
Lärm kann schaden
Lärmschutzmaßnahmen
Bau unterschiedlicher Musikinstrumente (Werkstatt S. 229 V1–4)
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0
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Schallausbreitung - Schallträger
Die Schallgeschwindigkeit
Schallausbreitung im Teilchenmodell
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230–233
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Schall benötigt einen Schallträger
Schallausbreitung in Luft
Schallausbreitung in festen und flüssigen Körpern
Die Schallgeschwindigkeit (als Stoffeigenschaft)
Darstellung der Schallausbreitung mithilfe des Teilchenmodells
Gute und schlechte Schallträger (Werkstatt S. 234 V3)
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0
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WERKSTATT: Schall wahrnehmen
Die Ohren als Schallempfänger
Schall, den wir nicht hören
EXTRA: Ultraschall in Medizin und Technik
EXTRA: Schall in der Natur
EXTRA: Das Kino zu Hause
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234–239
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Das Ohr als Schallempfänger
Aufbau des Ohres
Eingeschränkt hören (Werkstatt S. 234 V1)
Richtungshören (Werkstatt S. 234 V2)
Richtungshören mithilfe der Musikanlage zuhause bzw. im Kino
Ultraschall
Nutzen des Ultraschalls in Medizin und Technik
Infraschall
Ultraschall und Infraschall bei Tieren
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0
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Resonanz
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240/241
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Resonanz (S. 241 V1)
Eigenfrequenz (S. 241 V2)
Erzwungene Schwingungen
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Schwingungen
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242/243
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Schwingende Bewegungen
Amplitude und Elongation
Schwingungs-Periode und Frequenz
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Wellen
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244/245
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Was sind Wellen?
Ausbreitung einer Welle
Wellenlänge, Frequenz, Ausbreitungsgeschwindigkeit von Wellen
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0
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Eine CD für die Schulband
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246/247
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Berufsvorbereitung
Berufe zum Thema Akustik
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0
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Zusammenfassung
Aufgaben
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248/249
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Auf diesen Seiten sind die wichtigsten Informationen des Kapitels „Schwingungen und Wellen“ zusammengefasst.
Die niveaudifferenzierten Aufgaben dienen der Selbstkontrolle.
(Lösungen ab S. 431)
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8 Elektrische Ladungen – elektrische Stromkreise (S. 250–273)
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2
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Elektrisch geladene Körper
WERKSTATT: Elektrisch geladene Körper
Elektrische Kräfte
Woher kommen die Ladungen?
Das Elektroskop
EXTRA: Blitz und Donner
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252–257
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– benennen die zwei Arten elektrischer Ladung
– geben an, dass Elektronen negativ geladene Teilchen sind
– geben wieder, dass es eine Elementarladung gibt
– beschreiben den Aufbau von Atomen mit dem Kern-Hülle-Modell
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Körper werden elektrisch geladen und entladen (Werkstatt S. 253 V1–V5)
Reibungselektrizität
positive und negative Ladungen
Die Glimmlampe als Nachweis der Ladungsart
Das Elektroskop als Nachweis von Ladungen und der Größe der Ladungen
Anziehungs- und Abstoßungskräfte zwischen geladenen Körpern (Werkstatt S. 253 V2, V3, V5, S. 254 V1, V2)
Kräfte zwischen geladenen und ungeladenen Körpern (Werkstatt S. 253 V1, V4,)
Kern-Hülle-Modell des Atoms
Atomkern: Protonen, Neutronen
Atomhülle: Elektronen
Blitz und Donner als Entladungserscheinung in der Natur
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1
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Der elektrische Stromkreis
WERKSTATT: Der elektrische Stromkreis
Was ist elektrischer Strom?
Leiter und Nichtleiter
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258–261
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– geben an, dass man unter elektrischem Strom in einem metallischen Leiter die gerichtete Bewegung von Elektronen versteht
– beschreiben Modelle des elektrischen Stroms
– nennen den Zusammenhang zwischen Stromstärke und Ladung: I = Q/t und wenden ihn rechnerisch an
– stellen zu einfachen Stromkreisen Hypothesen zu deren Verhalten auf
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Der einfache Stromkreis (Werkstatt S. 259 V1)
Elektrische Geräte anschließen (Werkstatt S. 259 V1, V2)
Polung (Werkstatt S. 259 V2)
Elektrischer Strom (auch im Vergleich mit anderen Strömen)
Elektrischer Strom als Elektronenstrom
Leiter und Isolatoren (S. 261 V1)
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1
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Schaltpläne zeichnen
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262/263
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– lesen und erläutern einen einfachen Schaltplan
– fertigen zu einer einfachen realen Schaltung einen Schaltplan an
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Schaltpläne als Vereinfachung der Versuchszeichnung (S. 263 V1, V2, V3)
Bau von Stromkreisen anhand von Schaltskizzen (S. 263 V2)
Umsetzen von Versuchszeichnungen als Schaltskizze (S. 263 V3)
Schaltzeichen
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2
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Wege für den elektrischen Strom
Reihenschaltung und Parallelschaltung
WERKSTATT: Versuche mit Schaltern
Schalter
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264–267
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– unterscheiden Reihen- und Parallelschaltung
– entwerfen einfache funktionstüchtige Schaltungen auf der Basis von Reihen- und Parallelschaltungen und bauen sie auf
– simulieren elektrische Vorgänge im Haushalt modellhaft an einfachen Schaltungen
– untersuchen verschiedene Bestandteile und Bauteile elektrischer Schaltungen
– stellen zu einfachen Stromkreisen Hypothesen zu deren Verhalten auf
– wenden eine einfache Modellvorstellung zum elektrischen Stromkreis an
– beschreiben den sinnvollen Einsatz von Reihen- und Parallelschaltungen in Haushalt und Technik
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Verschiedene Kabel:
– Experimentierkabel
– Elektrokabel im Haushalt
– Freileitungen
Reihen- und Parallelschaltung von Lampen
Schalterarten:
– Ein-Aus-Schalter
– Taster
– Wechselschalter
Funktion verschiedener Schalter im Haushalt (S. 266 V1, V2, V3; s. a. Strategie S. 271)
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1
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Elektrische Geräte - Energiewandler
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268
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– vergleichen verschiedene Energiewandler bezüglich ihrer elektrischen Eigenschaften
– erläutern, dass in einem Stromkreis die Energie von der Quelle zu einem Energiewandler transportiert wird
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Energieumwandlung in elektrischen Geräten
Energieumwandlungskette
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1
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Sicherer Umgang mit elektrischem Strom
Wirkungen des elektrischen Stroms
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269/270
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– untersuchen die Wärmewirkung und die magnetische Wirkung des Stroms anhand eines einfachen elektrischen Geräts (z. B. Elektromagnet, Herdplatte)
– erkennen an einfachen elektrischen Geräten die Wärmewirkung und die magnetische Wirkung des elektrischen Stroms (z. B. Elektromagnet, Herdplatte)
– stellen technische Anwendungen für die elektrische und die magnetische Wirkung sowie die Wärmewirkung des Stroms dar
– erkennen Gefahren im Umgang mit Elektrizität und leiten daraus Verhaltensregeln ab
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Sicherheitsbelehrung zum Umgang mit dem elektrischen Strom
Wasser kann den elektrischen Strom leiten
Der Mensch als elektrischer Leiter
Kurzschluss
Wirkungen des elektrischen Stroms:
– Wärmewirkung
– Lichtwirkung
– magnetische Wirkung
– chemische Wirkung
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0
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STRATEGIE: Wie erstelle ich ein Plakat?
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271
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Möglichkeiten der Plakaterstellung am Bp. von Und-, Oder- und Wechselschaltung
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0
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Zusammenfassung
Aufgaben
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272/273
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Auf diesen Seiten sind die wichtigsten Informationen des Kapitels „Schwingungen und Wellen“ zusammengefasst.
Die niveaudifferenzierten Aufgaben dienen der Selbstkontrolle.
(Lösungen ab S. 432)
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9 Gesetzmäßigkeiten im elektrischen Stromkreis (S. 274–307)
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2
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Die Stromstärke
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276/277
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– unterscheiden die Größen Spannung und Stromstärke und verwenden die Einheiten Volt und Ampere
– ordnen dem elektrischen Strom die Größe „Stromstärke“ zu und verwenden die Einheit Ampere
– messen Stromstärken und Spannungen in realen Schaltungen mit Vielfachmessinstrumenten
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Die Stromstärke im Modell
Definition der elektrischen Stromstärke
Formelzeichen der Stromstärke: I
Einheit: Ampere (A)
Das Amperemeter (Stromstärkemessgerät)
Umgang mit dem Amperemeter
Messen von elektrischen Strömen (S. 277 V1)
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2
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Die elektrische Spannung
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278/279
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– unterscheiden die Größen Spannung und Stromstärke und verwenden die Einheiten Volt und Ampere
– ordnen der elektrischen Energiequelle die Kenngröße „Spannung“ zu und verwenden die Einheit Volt
– messen Stromstärken und Spannungen in realen Schaltungen mit Vielfachmessinstrumenten
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Die Spannung im Modell
Elektrische Spannungen (S. 279 V1, V2, V3)
Formelzeichen der Spannung: U
Einheit: Volt (V)
Gleichspannung und Wechselspannung
Das Voltmeter (Spannungsmessgerät)
Umgang mit dem Voltmeter
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1
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Wird Strom verbraucht?
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280
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– messen Stromstärken und Spannungen in realen Schaltungen mit Vielfachmessinstrumenten
– stellen zu einfachen Stromkreisen Hypothesen zu deren Verhalten auf
– erläutern, dass in einem Stromkreis die Energie von der Quelle zu einem Energiewandler transportiert wird
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Nachweis, dass man Strom(-teilchen) nicht verbrauchen kann (S. 280 V1)
Umgang mit Voltmeter und Amperemeter
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1
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STRATEGIE: Umgang mit Messgeräten und Messfehlern
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281
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– beurteilen die Gültigkeit von Messergebnissen
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Wahl eines geeigneten Messgerätes
Wahl eines geeigneten Messbereichs
Runden von Werten
Beachten von Toleranzen
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0
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EXTRA: Die Erfindung der Batterie
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282/283
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Historische Betrachtungen zu Luigi Galvani und Alessandro Volta
Bau einer Kartoffel-Batterie (S. 283 V1)
Voltasäule
Spannungsreihe der Metalle
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0
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Berufe zum Thema Elektrizität
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284/285
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Berufsvorbereitung
Berufe zum Thema Elektrizität
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3
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Der elektrische Widerstand
EXTRA: Georg Simon Ohm
Der Widerstand von elektrischen Leitern
Das Ohm'sche Gesetz
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286–291
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– geben die Definition des elektrischen Widerstands R = U/I wieder und wenden sie rechnerisch an
– beschreiben die Vorgänge in einem einfachen Stromkreis mithilfe der Kenngrößen Spannung, Stromstärke und Widerstand
– messen Stromstärken und Spannungen in realen Schaltungen mit Vielfachmessinstrumenten
– bauen einen Versuch zur Widerstandsmessung auf
– erstellen aus den Daten einer Tabelle eine Spannung-Strom-Kennlinie
– machen anhand einer Spannung-Strom-Kennlinie Aussagen über den Widerstand
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Widerstand als Hemmung des Stromflusses (modellhafte Darstellung)
Berechnung des Widerstands (S. 287 V1)
Formelzeichen des Widerstands: R
Einheit: Ohm ()
Formel:
Historische Betrachtungen zu Georg Simon Ohm
Abhängigkeit des Widerstands eines Leiters von Lange, Querschnitt, Temperatur und Material
Definition eines Ohm’schen Widerstands (UI) (S. 291 V1)
Ohm’sches Gesetz
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2
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Die Reihenschaltung von Geräten
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292/293
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– unterscheiden Reihen- und Parallelschaltung
– entwerfen einfache funktionstüchtige Schaltungen auf der Basis von Reihen- und Parallelschaltungen und bauen sie auf
– messen Stromstärken und Spannungen in realen Schaltungen mit Vielfachmessinstrumenten
– simulieren elektrische Vorgänge im Haushalt modellhaft an einfachen Schaltungen
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Die Spannung bei der Reihenschaltung von Geräten (Ug=U1+U2) (S. 293 V1)
Die Stromstärke bei der Reihenschaltung von Geräten (Ig=I1=I2) (S. 293 V2)
Der Gesamtwiderstand bei der Reihenschaltung von Geräten (Rg=R1+R2) (S. 293 V3)
Die Funktion eines Vorwiderstandes (inkl. Berechnungen)
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2
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Die Parallelschaltung von Geräten
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294/295
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– unterscheiden Reihen- und Parallelschaltung
– beschreiben die Vorgänge in einem einfachen Stromkreis mithilfe der Kenngrößen Spannung, Stromstärke und Widerstand
– entwerfen einfache funktionstüchtige Schaltungen auf der Basis von Reihen- und Parallelschaltungen und bauen sie auf
– messen Stromstärken und Spannungen in realen Schaltungen mit Vielfachmessinstrumenten
– simulieren elektrische Vorgänge im Haushalt modellhaft an einfachen Schaltungen
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Die Spannung bei der Parallelschaltung von Geräten (Ug=U1=U2) (S. 295 V1)
Die Stromstärke bei der Parallelschaltung von Geräten (Ig=I1+I2) (S. 295 V2)
Der Gesamtwiderstand bei der Parallelschaltung von Geräten (S. 295 V3)
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2
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WERKSTATT: Die elektrische Leistung
Arbeit und elektrische Energie
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296–299
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– beschreiben die Vorgänge in einem einfachen Stromkreis mithilfe der Kenngrößen Spannung, Stromstärke und Widerstand
– geben die Definition der Spannung als U = P/I wieder
– stellen dar, dass Energie übertragen werden kann
– beschreiben Energie als Erhaltungsgröße
– beschreiben, dass Energie in verschiedenen Formen vorkommen kann, die ineinander umgewandelt werden können
– unterscheiden Leistung und Energie (E = Pt)
– benennen Einheiten verschiedener Energie- und Leistungsformen
– beschreiben den Zusammenhang zwischen Leistung, Energie und Zeit:
E = P·t
– erläutern die Formeln Epot = m·g·h, Ekin = ½·m·v²; Q = c·m·, E = P·t
– wenden die Formeln Epot = m·g·h, Ekin = ½·m·v²; Q = c·m·, E = P·t auf einfache Probleme an
– ermitteln Informationen zum Energieverbrauch
– entnehmen aus einer Energiekostenabrechnung Verbrauchswerte und Kosten
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Die elektrische Leistung in Abhängigkeit von Spannung und Stromstärke
Formelzeichen der Leistung: P
Einheit der Leistung: Watt (W)
Formel: P = U · I
Vergleich der Leistungsangaben von Experimentierlämpchen (Werkstatt S. 297 V1)
Die elektrische Energie in Abhängigkeit von Leistung und Zeit
Die elektrische Energie in Abhängigkeit von Spannung, Stromstärke und Zeit
Formelzeichen der Energie: E
Einheiten: Joule (J), KiloWattStunde (kWh)
Formeln: E = P · t
E = U · I · t
Energieberechnungen
Nachvollziehen der Rechnung des Energie-Versorgungsunternehmens
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1
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