Inhalt - Mechanik

Teil 1:

Körper und ihre Eigenschaften
Körper und Stoffe
Unterscheide zwischen Körpern und Stoffen
Größen und Einheiten
Kräfte und ihre Wirkung
Kräfte darstellen und messen
Kräfte werden gemessen – Aufgaben
Die Federkonstante
Schwere Masse / Träge Masse
Größenbereiche – Die Masse
Masseeinheiten
Die Grundeinheit ist das Kilogramm (1kg)
Das Volumen
Größenbereiche – Das Volumen
Die Dichte eines Körpers
Aufgaben zur Dichte
Der Auftrieb im Wasser
Schwimmen – schweben - sinken
Der Flaschentaucher
 

→ Teil 2:

→ Teil 3:

Die Bewegung von Körpern
Vorüberlegungen
Die Geschwindigkeit
Die beschleunigte Bewegung

Ãœbersicht

Newton'sches Kraftgesetz

Impuls und Kraftstoß

Allgemeine Hinweise zu den Themenseiten

Die hier angebotenen Themenseiten fassen die grundlegenden Inhalte, Informationen und Hefteinträge zu den Unterrichtsinhalten von verschiedenen Themenbereichen der Fächer Mathematik, Physik und dem Wahlpflichtfach MINT/Technik zusammen. Diese sind online, kostenlos und ohne Registrierung verfügbar und sollen zur besseren Selbstorganisation der Schüler beitragen.

Die im Internet bereitgestellten Materialien bieten aber auch noch zusätzliche Möglichkeiten: Sie sollen den Schülern einen Leitfaden zur Vorbereitung auf Kursarbeiten, aber auch bei Fehlstunden zur Nacharbeit der versäumten Unterrichtsinhalte dienen und weiterhin den Eltern die Möglichkeit zur Unterstützung bei den unterrichtsbegleitenden Hilfestellungen geben. Die Zusammenfassungen zu den Unterrichtsinhalten auf den Themenseiten werden dabei jeweils ergänzt durch Lernvideos, Infotexten, Aufgaben, Bildergalerien und interaktiven Tools. Diese sollen dabei helfen selbstständig eigene Ergebnisse zu überprüfen oder zusätzliche Informationen zu den Inhalten erhalten. Bei den Lernvideos handelt es sich teilweise um die YouTube-Video des YT-Kanals Mathe-Physik-Technik. Weiterhin sind bei den einzelnen Folien zusätzliche Videovorschläge von anderen YouTube-Kanälen zugeordnet. Der jeweilige Link leitet dann ggf. direkt auf die YouTube-Video-Seite weiter.

Bei den klassischen physikalischen Themenbereichen sind die jeweiligen Folien für den digitalen Unterricht weitestgehend angepasst und optimiert worden. Insbesondere durch die Corona-Krise rückt der digitale und eigenverantwortliche Unterricht immer mehr in den Fokus. Zu den einzelnen Folien sind deshalb jeweils passende Videos zu den Inhalten zugeordnet und zu vielen Folien auch passende Aufgaben eingearbeitet worden. Dadurch sind die Themenbereiche in Teilabschnitten strukturiert und für die Arbeit mit Wochenplänen optimiert worden. Sie ermöglichen den Schülern so die selbstständige Arbeit daheim und geben jedem Schüler die Möglichkeit die Lernziele auch unter den gegebenen Umständen bestmöglich zu erreichen. Dabei können Schüler dann sogar die positiven Seiten des digitalen Unterrichts (Eigenes Lerntempo festlegen, optimale Anpassung von Lernzeit und Zeitpunkt an den eigenen Biorhythmus zum effizienten Lernen, etc.) für sich besonders gut nutzen.

Siehe hierzu auch: → Konzept - mathe-physik-technik.de

Skript → Publikationen

Hinweis:
Für die Unterrichtseinheit ist die Anschaffung des Skripts für meine Schüler*innen nicht notwendig! Die Folien werden nacheinander bearbeitet und notwendige Materialien ggf. kopiert. (Es sind keine Lösungen zu den Aufgaben enthalten.)

Infotext - Dezimalzeit & Metrisches System, astronomische Uhr

Kurze Geschichte der Zeitmessgeräte
Schon seit Jahrmillionen richtet sich das Leben auf der Erde nach der Sonne. Die Sonne als Taktgeber ist die deshalb älteste Basis zur Zeiteinteilung. Die ältesten Uhren verwendeten den Schatten der Sonne – versagten aber bei trübem Wetter oder bei Nacht – und zeigten die Zeit nur sehr ungenau an. Genauere Sonnenuhren erforderten zudem eine Berücksichtigung der Jahreszeiten. Die Geschichte der Zeitmessgeräte umfasst die Entwicklung von technischen Geräten zur Messung der Zeit von der Frühgeschichte bis zur Gegenwart. Sie lässt sich bis zu den Sumerern und Ägyptern zurückverfolgen, die um 3000 v. Chr. Sonnenuhren auf Basis einfacher Schattenstäbe kannten. Der Schattenstab ist seit 2400 v. Chr. auch aus China bekannt. Um 2000 v. Chr. wurde bei den Babyloniern ein System mit der Basiszahl 60 verwendet, woraus sich später das Zwölfersystem für die heutige Stundeneinteilung entwickelte. Die alten Ägypter unterteilten den Tag in zwei Zwölf-Stunden-Zeiträume und verwendeten große Obelisken, auf denen die Bewegung der Sonne verfolgt werden konnte.

Das Metrische System
Das metrische Einheitensystem ist ein Einheitensystem mit dem Meter als Basiseinheit für die Länge einer Strecke. Anders als bei vielen anderen Einheitensystemen mit unhandlich großen oder kleinen Angaben werden im metrischen Einheitensystem alle Werte strikt als dezimale Vielfache oder dezimale Bruchteile angegeben. Dazu dient ein System von Vorsätzen für Maßeinheiten. Die internationale Vereinheitlichung des Einheitensystems verhindert Missverständnisse im Umgang mit Größen und Einheiten und macht Größenwerte unmittelbar exakt vergleichbar. Bedeutend ist dies sowohl für Wissenschaft und Technik als auch für Industrie und Handel und hat sich sehr bewährt!

Man muss sich deshalb doch die Frage stellen: Warum wird die Zeit nicht im metrischen System gemessen?
 

Die Dezimalzeit
Leider hat sich das metrische System bei der Messung der Zeit nicht durchsetzen können. Zwischen 1794 und 1795, kurz nach der Fränzösischen Revolution, forderte die französische Regierung die Einführung von dezimalen Uhren. Ein Tag wurde in zehn Stunden eingeteilt und die Stunde hatte 100 Minuten. Der Astronom und der Mathematiker Pierre-Simon Laplace und andere Intellektuelle änderten daraufhin die Uhreneinstellung auf Dezimalzeit. Eine Uhr im Palais des Tuileries zeigte noch bis ins Jahr 1801 die Dezimalzeit an. Die Kosten, die mit der Ersetzung aller Uhren in Frankreich verbunden waren, verhinderten eine Verbreitung der Dezimaluhren. 
Der grundsätzliche Gedanke bei der Dezimalzeit war so einfach wie genial, allerdings mit einem nicht unerheblichen Gewöhnungseffekt für alle Bürger verbunden. Letztendlich hat dies, und die erheblichen Kosten zum Austausch aller Uhren, die Einführung der Dezimalzeit verhindert und ist der Grund dafür, dass wir noch heute den Tag in 24 Stunden mit jeweils 60 Minuten einteilen.

Ãœbrigens: Die Dezimalzeit war schon zur Zeit der Französischen Revolution keineswegs eine „neue“ Idee!  Für den größten Teil der rund dreitausendjährigen chinesischen Geschichte wurde eine Dezimalzeit verwendet, oft neben dem duodezimalen System (Verwendung der Basis Zwölf) zur Zeitmessung. Der Tag wurde dabei in 100 Einheiten unterteilt.

Aber auch in Europa fand eine ähnliche Handhabung Anwendung. In vielen Städten gibt es in Kirchen und an Rathäusern astronomische Uhren die dort bereits seit mehreren Jahrhunderten die Zeit anzeigen. Eine astronomische Uhr ist eine mechanische Uhr, die außer der Uhrzeit auch astronomische Sachverhalte anzeigt. Die Abbildung zeigt exemplarisch die astronomische Uhr am Rathaus in Prag. Hier wird die aktuelle astronomische Ortszeit^* für den örtlichen Längengrad angezeigt (Prag: ca. 15° Ost). Das entspricht der mitteleuropäischen Zeit (MEZ). Der Stundenzeiger der Uhr dreht sich dabei an einem Tag (von Mittag bis Mittag) genau ein Mal über das Ziffernblatt (also nur mit der halben Geschwindigkeit im Vergleich zu den „normalen“ Stundenzeigern auf unseren Uhren). Dabei wurde dieser Zeitraum aber schon damals in 24 Stunden (und nicht in 10 „Dezimal-Stunden“) unterteilt. Bemerkenswert ist im Zusammenhang mit den astronomischen Uhren auch der Vergleich untereinander: Gegenüber der astronomischen Ortszeit in Straßburg (Straßburg: ca. 7,5° Ost) eilt die Uhr in Prag etwa eine halbe Stunde der Ortszeit in Straßburg voraus, und das wird auch auf der astronomischen Uhr in Straßburg so angezeigt. Hieran kann man gut erkennen, wie sehr die tatsächliche Ortszeit von der verwendeten Amtszeit abweicht. Diese Abweichung ist umso größer, je weiter man in Europa (bei Verwendung der mitteleuropäischen Zeit – MEZ) geographisch vom 15 Längengrad (Ost) entfernt ist. Während der Sommermonate ist diese Abweichung noch um eine Stunde größer, hier leben wir in Europa während der sog. „Sommerzeit“ dann sogar nach der Ortszeit von Kiew (ca. 30° Ost).

^* "astronomische Ortszeit" - siehe auch: → "Sonnenzeit"

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Hinweis: Die Quellenangaben zu diesem Text sind am Ende dieser Internetseite zu finden.

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