Unterrichtsmaterial: Filme Physik

Film: Elektromagnete und ihre Anwendung

Eine Spule mit einem Kern, der aus ferromagnetischem Stahl besteht, ist ein Elektromagnet. Der Kern wird Eisenkern genannt, auch wenn er nicht aus Eisen ist. Wenn Strom an den Elektromagneten angelegt wird, erzeugt er ein Magnetfeld. Es gibt viele verschiedene Bereiche, in denen Elektromagneten eingesetzt werden, etwa die Magnetresonanztherapie, Teilchenbeschleuniger oder auch Schrottplätze. Man kann Starkstromkreise mit einem Relais steuern, wenn man einen Elektromagneten hat, dessen Stromzufuhr unterbrochen werden kann. Ein Anker aus Metall, der mit dem Starkstromkreis verbunden ist, wird direkt neben dem Elektromagneten angebracht. Fließt Strom, wird der Anker durch das entstehende Mag...hier weiterlesen

Produktion: 2013

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Film: Verbrennungsmotor

Im Jahr 1937 stellte Nicolaus Otto den ersten Gasmotor vor. Seitdem wird dieser Antrieb genutzt. Es werden Zweitakt-, Viertakt- und Dieselmotoren vorgestellt und ihre Unterschiede betrachtet. Der Film beschreibt mit dem Ansaug-Takt, dem Verdichtungstakt, dem Verbrennungstakt und dem Auslasstakt die Funktionsweise des Viertakt-Motors. Der Aufbau eines Gasmotors wird betrachtet: Der Kolben im Zylinder befindet sich während des Verbrennungsvorgangs zunächst am oberen Totpunkt. Er sorgt dafür, dass die Kurbelwelle rotiert, wenn er zum unteren Totpunkt gezogen wird. Dies dreht den Nocken und öffnet das Ventil des Einlasskanals, wodurch ein Gemisch aus Benzin und Luft in den...hier weiterlesen

Produktion: 2014

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Film: Kunststoffe - Polymerisation

Viele Dinge des täglichen Lebens bestehen aus Kunststoffen, die auch als Polymere bezeichnet werden. Was sind Monomere? Wie verbinden sie sich zu einer Polymerkette? Die drei weltweit am meisten produzierten Kunststoffe Polyethylen, Polypropylen und Polyvinylchlorid werden vorgestellt. Wie kommt es, dass beim Polyethylen Stoffe mit verschiedenen Dichten produziert werden können? Um die unterschiedlichen Schmelzpunkte von PE, PP und PVC zu erklären, ist ein Blick auf die molekulare Ebene nötig. Es wird anschaulich aufgezeigt, warum sich Autoreifen und Seile für Bungeespringer sehr unterschiedlich verhalten. Welche Kräfte geben den Kunststoffen ihre Eigenschaft...hier weiterlesen

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Film: Photovoltaik

Photovoltaik-Anlagen erzeugen Strom ohne CO2-Emissionen, unabhängig von Gas- und Öllieferungen. Der Film erläutert Prinzip und Technik der Photovoltaik. Verschiedene Anwendungsbeispiele - vom Einfamilienhaus über landwirtschaftliche Betriebe und kommunale Einrichtungen bis zum Solar-Dorf - machen deutlich, dass Photovoltaik fast überall einsetzbar ist. Solar-Experten sowie Vertreter aus Politik und Industrie zeigen die Perspektiven dieser Zukunftsenergie.hier weiterlesen

Produktion: 2007

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Film: Was ist Was - Planeten und Raumfahrt

Was ist Was TV startet ins All.Folgende Fragen werde in der Episode u.a. beantwortet:- Wo liegt die Erde?- Was ist ein Sonnensystem?- Was ist eine Galaxie?- das Universum?- Was sind die Nachbarplaneten der Erde?- Was ist ein Stern/eine Sonne?- Warum ist die Sonne für die Erde wichtig?- Wie läuft eine Reise in den Weltraum ab?- Wie wird man Astronaut?- Warum reisen wir ins All? Diese hochwertige Wissens-Reihe entführt Kinder zu einer eindrucksvollen und lehrreichen Bildungsreise. Einzigartige Bilder von Originalschauplätzen und 3D-Computeranimationen sind die Grundlage für spannende Berichte. Theo, ein wissensdurstiges Fragezeichen, Tess, ein abenteuerlustiges Aus...hier weiterlesen

Produktion: 2006

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Film: Was ist Was - Die Sterne

Die Sterne - tausende und abertausende kleiner Lichter, die Nacht für Nacht am Himmel strahlen. Unendlich weit entfernt und scheinbar doch zum Greifen nah. Schon mit einem einfachen Teleskop lassen sie sich "auf die Erde holen". Ein Besuch im großen Calar-Alto-Observatorium beweist: Das All wimmelt von Planeten, Asteroiden, Kometen und anderen Galaxien. Und alles begann einst mit einem großen Knall. In diesem Film kommen wir den Sternen ganz nahe! Wir folgen der Mission von "Hubble", die uns in die Tiefen des Alls führt. Und wir gehen der Frage nach: Sind wir allein in diesem Universum oder gibt es Leben da draußen? Diese hochwertige Wissens-Reihe entfüh...hier weiterlesen

Produktion: 2009

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Film: Elektromotor

Schon viele große Fortbewegungsmittel wie Loks, Kräne und Straßenbahnen, aber auch kleine Geräte wie DVD-Player oder Spielzeug werden mit Elektromotoren angetrieben. Sie gelten auch als Zukunft im Individualverkehr, also bei Autos und Rädern. Ein Elektromotor wandelt elektrische Energie in mechanische Energie um. Der Film erklärt die Funktionsweise und gibt zu bedenken, dass die mobile Stromversorgung noch ein Problem ist. Im Elektromotor muss dafür gesorgt werden, dass der sogenannte Anker, eine Spule, durch die Gleichstrom fließt, in einem Magnetfeld rotiert. Wie dies mittels eines Kommutators möglich ist, wird Schritt für Schritt gez...hier weiterlesen

Produktion: 2014

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Film: Halbleiter - Physikalische Grundlagen

Bei der elektronischen Leitfähigkeit wird wie bei der Wärmeleitfähigkeit zwischen Leitern und Nichtleitern unterschieden. Der Film erklärt, wie elektrische Spannung in einem Stoff weitergegeben wird: Stoffe, deren Atome elektrisch geladene und relativ frei bewegliche Valenzelektronen aufweisen, sind gute Leiter. Stoffe, bei denen die Elektronen fest an die Atomkerne gebunden sind, leiten keine elektrische Energie. Sie sind Isolatoren.Es gibt aber auch sogenannte Halbleiter, die in verschiedenen Zuständen die Eigenschaften von Leitern und Nichtleitern aufweisen können. Der Film führt Silicium als Beispiel an, dessen Elektronen ab einer Temperatur von etwa...hier weiterlesen

Produktion: 2014

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Film: Farben verstehen

Teil1: Grundlagen und Anwendung der Farbenlehre Der weitaus größte Teil der von uns aufgenommenen Informationen ist visueller Natur.Diese sichtbare Welt ist ein Universum voller Farben. Allein daraus ergibt sich die Bedeutung der Farbenlehre, die mit den enormen Möglichkeiten des Informationszeitalters ständig zunimmt. Diese didaktische DVD ermöglicht eine Einführung und das tiefere Verständnis der Farbenlehre in historischer, naturwissenschaftlicher, ästhetischer und vor allem praktisch-bildnerischer Dimension. Aktuelles Filmmaterial, optische Experimente, Demonstrationen und dreidimensionale Computeranimationen zeigen leicht verständlich un...hier weiterlesen

Produktion: 2009

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Film: Halbleiter: Transistor

Das Bauteil, das am häufigsten in elektronischen Geräten eingesetzt wird, ist der Transistor. Die Pläne dafür gab es schon 1925, doch es sollte bis in die 40er Jahre dauern, bis der erste Transistor gebaut wurde: Statt einer Halbleiterdiode mit P-N-Grenzschicht wurde nun eine N-P-N-Grenzschicht verwendet. Diese Doppeldioden ließen einen Stromfluss in eine der beiden Sperrrichtungen zu und wurden zur Basis aller heutigen elektronischen Schaltungen.Der Film erläutert, dass Transistoren ohne mechanischen Einfluss zum Schalten und Verstärken von elektronischen Signalen dienen. Es wird gezeigt, wie das funktioniert, und die rasante Entwicklung wird betrachte...hier weiterlesen

Produktion: 2015

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Film: Dampfmaschine

Die Dampfmaschine revolutionierte die Industrie. Sie hat eine lange Entwicklung durchlaufen, die der Film nachzeichnet. Er beginnt bei der Erfindung der Maschine zu Anfang des 18. Jahrhunderts und endet bei den verschiedenen Varianten und den Dampfkraftwerken von heute. Die stetige Verbesserung der Maschine steht im Mittelpunkt des Films. James Watt stattete die atmosphärische Dampfmaschine mit einem Kondensator aus, da sie relativ schwach war. Die so entstehende Niederdruckdampfmaschine war bei der halben Brennkraft viermal so stark wie das Vorgängermodell. Für Fahrzeuge mit großen Lasten wurde die Hochdruckdampfmaschine entworfen. Für Industrie, Eisenbahnen und...hier weiterlesen

Produktion: 2014

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Film: Eisenmetalle - Materialeigenschaften

Eisen mit seiner hohen Dichte zählt zu den Schwermetallen. Durch Verhüttung beziehungsweise Metallurgie wird es aus Eisenerz gewonnen. Das taube Gestein muss durch Aufbereitung entfernt werden. Die zerkleinerten und sortierten Erzbrocken werden in den Hochofen gegeben, wo das Eisenoxid durch den Entzug des Sauerstoffes reduziert wird. Der Kohlenstoff wird durch Raffination entfernt. Durch Mischung mit einem anderen Metall entsteht eine Legierung – Stähle und Gusswerkstoffe werden so hergestellt. Gusswerkstoffe haben einen niedrigen Schmelzpunkt, sind gute Wärmeleiter und korrosionsbeständig, während Baustahl anfällig für Korrosion ist. Edelsta...hier weiterlesen

Produktion: 2014

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Film: Metalle - Materialeigenschaften

Man unterscheidet Eisen- und Nichteisenmetalle. Gusswerkstoffe und Stähle sind Eisenmetalle, während Schwermetalle und Leichtmetalle zu den Nichteisenmetallen gehören. Alle Metallsorten aber teilen einige Eigenschaften: Man kann sie verformen, und ab einer bestimmten Temperatur werden sie flüssig. Man gewinnt Metall aus Erzen. Der Film führt durch die dafür nötigen verschiedenen Schritte. Es werden Bilder von der Aufbereitung, der Reduktion, der Raffination und von der Legierung gezeigt. Der Film stellt verschiedene Sorten von Metall vor und erklärt ihre jeweiligen Materialeigenschaften. Besondere Aufmerksamkeit wird dem Kupfer, dem Messing, dem Ble...hier weiterlesen

Produktion: 2014

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Film: Nichteisenmetalle - Materialeigenschaften

Sowohl Leichtmetalle wie auch Schwermetalle zählen zu den Nichteisenmetallen. Die Materialeigenschaften der Metalle können sich sehr stark voneinander unterscheiden. Gerade deshalb sind Metalle in der Industrie unersetzlich. Blei, Wolfram und Edelmetalle sind Schwermetalle. Der Film erklärt, wofür diese Metalle verwendet werden und wie man ihre Materialeigenschaften gezielt verändern kann, wenn man daraus eine Legierung herstellt. Er nennt Beispiele für häufig verwendete Legierungen. Die vielfältigen Verwendungsmöglichkeiten von Kupfer und Messing werden thematisiert, und der Film stellt mit Aluminium das wohl am vielfältigsten verwendbare...hier weiterlesen

Produktion: 2014

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Film: Sonnenstand - Jahreszeiten

Zielsetzung des Films ist es, den Bezug zwischen dem Stand der Sonne und den Jahreszeiten zu verdeutlichen. Dazu werden zu Beginn Realaufnahmen zweier Extreme gegenübergestellt: Zum einen die Tropen der südlichen Hemisphäre zum Jahreswechsel und im Kontrast dazu die gleichzeitige Polarnacht der nördlichen Hemisphäre. Die Realaufnahmen von Polarnacht und Mitternachtssonne leiten über in eine Computeranimation, die den Weg der Erde um die Sonne, die Schrägstellung der Erde auf ihre Umlaufbahn im Laufe eines Jahres darstellt. Der Film schließt mit einem kurzen Blick auf Jahreszeiten und der Betrachtung einer Sonnenuhr. Didakt. Hinweise: Die DVD erlaub...hier weiterlesen

Produktion: 2002

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Film: Laser

Laser werden für viele Anwendungen im Alltag genutzt, etwa zum Lesen von DVDs und CDs, zum genauen Messen von Entfernungen und Geschwindigkeiten, zum Operieren oder zum Durchtrennen von Metall. Eine der eindrucksvollsten Messungen mit einem Laser war die der Entfernung zwischen Erde und Mond. Der Film erklärt die Zusammensetzung des Kunstwortes "Laser" und erläutert anhand des ersten Lasers von 1960 den Aufbau und die Funktionsweise eines solchen Geräts. Jeder Laser besteht aus einem aktiven Medium, einer Pumpe und einem Resonator in Form zweier paralleler Spiegel. In modernen Lasern wird als Medium häufig ein Gas wie CO2 eingesetzt, während die Energie, die ...hier weiterlesen

Produktion: 2019

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Film: Masse - was ist das?

Dieser Film beschäftigt sich mit der grundlegenden physikalischen Größe der Masse. Er zeigt, dass sie nicht abhängig ist vom Volumen des Körpers. Jede Materie, sei sie fest, flüssig oder gasförmig, hat eine Masse. Sie wird häufig mit der Gewichtskraft verwechselt - dass das ein Fehler ist, wird anhand des Beispiels eines Hammers erklärt, der auf dem Mond eine andere Gewichtskraft hat als auf der Erde. Die Gewichtskraft ist die Wechselwirkung zweier Körper und als solche von beiden abhängig, während die Masse allein die Eigenschaft eines Körpers ist und somit nur von ihm abhängig. Die Maßeinheit der Gewichtskraft ...hier weiterlesen

Produktion: 2020

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Film: Die Gezeiten

Im ersten Teil des Filmes zeigt der Film die Ursache der Gezeiten, wie die Anziehungskräfte von Mond und Sonne auf die Wassermassen der Meere einwirken. Das Wasser kommt und geht nicht jeden Tag zur gleichen Zeit. Während sich die Erde einmal um sich selbst dreht, rückt der Mond um zirka 12 Grad auf seiner Umlaufbahn vor. Deshalb verschieben sich die Gezeiten jeden Tag um ein paar Minuten. Springtide und Nipptide hängen ebenfalls von der Mondphase ab. Im zweiten Teil des Filmes werden die verschiedenen Zonen im Lebensraum der Gezeiten vorgestellt. Je nach Beschaffenheit des Untergrundes und der Menge an Wasser wachsen dort unterschiedliche Pflanzen.Im Kaufpreis dieses ...hier weiterlesen

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Film: Jahreszeiten

Die Sonne ermöglicht das Leben auf der Erde. Sie liefert Licht, Wärme und Energie. Auch unsere Zeitrechnung orientiert sich an ihr. Die Sonne ist das zentrale Element um das sich alles dreht. Anschauliche Animationen erklären das Zusammenspiel von Sonne und Erde, wie lange ein Tag andauert und warum ein Jahr aus 365 Tagen besteht. Die Erde bewegt sich um die Sonne auf einer elliptischen Bahn mit geneigter Achse. Der Neigungswinkel der Erdachse ist auch Ursache für die Jahreszeiten und die unterschiedlichen Klimazonen auf der Erde. Die Jahreszeiten bestimmen das Leben von Pflanzen und Tieren. Im Frühling bilden sich Blätter für die Fotosynthese, die im He...hier weiterlesen

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Film: Auftrieb - Warum fliegt ein Flugzeug?

In diesem Video geht es um den dynamischen Auftrieb oder um die Frage, warum ein Flugzeug fliegt. Der neugierige Pom und sein Freund Octavius schauen sich dazu die Kräfte an, die auf ein Flugzeug wirken, und kommen der besonderen Form von Vogelflügel und Tragfläche auf die Spur.hier weiterlesen

Produktion: 2020

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Film: Was ist Was - Mond und Kosmos

Was ist was - TV - Die hochwertige Dokumentarserie für Kinder und die ganze Familie entführt ihre Zuschauer auf eine eindrucksvolle und lehrreiche Wissensreise. Jede der 26 Episoden behandelt in 25 Minuten ein Thema aus den klassischen Was ist was-Bereichen: Natur und Tiere, Geschichte, Wissenschaft und Technik. Einzigartige Bilder von Originalschauplätzen und 3D-Computeranimationen ziehen die jungen Zuschauer in ihren Bann. Durch die Sendung führen drei lustige Figuren: Theo, ein wissensdurstiges Fragezeichen, Tess, ein abenteuerlustiges Ausrufezeichen, und Quentin, ein witziger Punkt.Folgende Fragen werden in der Episode u.a. beantwortet:- Wie weit ist der Mond von d...hier weiterlesen

Produktion: 2006

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Film: Was ist Was - Die Sonne

Die Sonne: Sie ist das Zentrum unseres Planetensystems, das Gestirn, um das sich alles dreht. Mit der Sonne begann alles Leben auf der Erde, mit ihr wird es eines Tages auch enden. Doch was von der Erde aus betrachtet aussieht wie eine kleine helle Lichtquelle, ist in Wirklichkeit ein gewaltiger Feuerball. Wir nehmen unser Zentralgestirn genau unter die Lupe und begleiten die spektakuläre SOHO-Mission. Wir erfahren, wie Wissenschaftler die Sonne erforschen und wie jeder von uns diesem faszinierenden Stern "näher kommen" kann. Diese hochwertige Wissens-Reihe entführt Kinder zu einer eindrucksvollen und lehrreichen Bildungsreise. Einzigartige Bilder von Originalschauplä...hier weiterlesen

Produktion: 2009

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Film: Experimente: Luft

Gegenstand dieser Filmreihe sind Experimente, die im Unterricht nur mit großen Aufwand durchgeführt werden können, da das Geschehen beispielsweise erst durch Zeitrafferaufnahmen oder entsprechende Beleuchtungstechnik sichtbar wird. In dem Film werden, gegliedert durch Zwischentitel, vierzehn Experimente gezeigt, anhand derer grundsätzlichen Vorgänge, die unsere Wettergeschehen beeinflussen, erarbeitet werden. Zunächst stellt der Film eine Reihe von Niederschlagsarten in Realaufnahme vor: Nebel, Raureif, Schnee, Hagel, Tau und Regen. Dann wird in eigens für den Film entwickelten Experimenten die Entstehung von Nebel, Regen und Raureif erklärt. Der S...hier weiterlesen

Produktion: 2004

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Film: Trägheitsgesetz

Das Trägheitsgesetz bezeichnet eine der physikalischen Eigenschaften aller Körper: Sie befinden sich in einem Ruhezustand oder in einem Zustand gleichförmiger Bewegung, bis eine Kraft von außen auf sie einwirkt und eine Veränderung hervorruft. Der Film verdeutlicht dies am Beispiel des Menschen in der Bahn: Beim Anfahren geraten wir ins Wanken, weil der Körper sich im Ruhezustand befunden hat. Erst nach der Gewöhnung an die Bewegung stehen wir wieder sicher.Andere praktische Beispiele für das Trägheitsgesetz finden sich im Alltag überall. So müssen im Auto Anschnallgurte angelegt werden, weil das Trägheitsgesetz sonst bei einem ...hier weiterlesen

Produktion: 2018

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Film: Weißes Licht - (Inklusive Gehörlosen-Fassung)

Sonnenlicht sieht aus, als sei es weiß. Wird es durch ein Prisma aufgebrochen, zeigen sich die Spektralfarben, aus denen es zusammengesetzt ist. Diese Farben werden unterschiedlich gebrochen und verlassen daher das Prisma an unterschiedlichen Stellen. Werden diese einzelnen Farbstrahlen nun mit einer Sammellinse wieder zusammengeführt, erscheint das Licht wieder weiß.Der Film erklärt die Spektralfarben: Es handelt sich um Rot, Orange, Gelb, Grün, Blau, Violett und ihre Übergangsfarben. Wenn etwa Sonnenlicht auf eine Regenwand fällt, wird es von der Rückseite der Regentropfen reflektiert und beim Verlassen des Tropfens wie durch ein Prisma aufgespa...hier weiterlesen

Produktion: 2018

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Film: All about Tesla - The Research

Nikola Tesla (1856-1943) - Entdecker des Wechselstromprinzips - wollte schon um 1900 Energie drahtlos übertragen und sie auf diese Weise für jedermann frei verfügbar machen. Seine Vision ging nicht in Erfüllung. Nikola Tesla ist heute fast vergessen - deshalb ging der Filmregisseur Michael Krause auf die Reise, um alles über Tesla herauszufinden. Zusatzbeschreibung: In dem Dokumentarfilm ALL ABOUT TESLA - THE RESEARCH sucht Krause auf dem Balkan, in den USA und Kanada wichtige Stationen im Leben Teslas auf, er trifft emsige Forscher und glühende Fans. Der Film zeigt, wie die Ideen und Visionen Teslas in der Forschung bis heute fortleben und diese die öff...hier weiterlesen

Produktion: 2007

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Film: Addition und Zerlegung von Kräften

Die Kraft ist eine vektorielle Größe, wenn sie eine Kraft mit einer Richtung ist. Kräfte haben je nach Angriffspunkt unterschiedliche Wirkungen. Wenn gleich mehrere Kräfte auf nur einen Angriffpunkt wirken, spielen die Richtungen eine Rolle: Wirken zwei Kräfte in dieselbe Richtung, addieren sie sich. Bei einer gegenläufigen Wirkung subtrahieren sie sich. Kräfte gleicher Größe heben sich auf. Es wird erklärt, wie mit dem Parallelogramm der Kräfte die Resultierende aus zwei Einzelkomponenten errechnet wird. Es wird eine Resultierende berechnet und eine eventuelle weitere Kraft hinzugefügt, wenn mehrere Kräfte zusammenkommen. So erhält man die Gesamtresultierende. Aus einer Resultierenden, e...hier weiterlesen

Produktion: 2013

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Film: Drehmoment und Hebel

Das Hebelgesetz stammt von Archimedes. Ist an beiden Armen eines Hebels das Produkt aus Kraft mal Kraftarm gleich, herrscht ein Gleichgewicht, solange die Kräfte im rechten Winkel wirken. Multipliziert man die Länge des Kraftarms mit der auf ihn einwirkenden Kraft, ergibt sich daraus das Drehmoment, dessen internationale Einheit Newtonmeter sind. Bei einem ausgeglichenen rechts- und linksdrehenden Drehmoment befindet sich ein frei beweglich aufgehängter Körper im Gleichgewicht. Mit nur einem Zehntel der Kraft kann ein Körper bewegt werden, wenn der Hebel daran zehn Mal so lang ist wie der Körper selbst. Bei Schiffsrudern und auch bei Fahrrädern werden diese Gesetze praktisch angewendet: H...hier weiterlesen

Produktion: 2013

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Film: Elektromagnete

Es besteht ein Zusammenhang zwischen Magnetismus und Elektrizität. Fließt Strom durch einen Draht, erzeugt er ein Magnetfeld, in dem ein Wirbelfeld entsteht: Die Feldlinien bilden ohne Pole geschlossene Kreise. Bei einem gebogenen Draht ist das Magnetfeld stärker als bei einem geraden, und um ein Vielfaches stärker ist es bei einem zur Spule aufgedrehten Draht. Das Magnetfeld ist anders als beim Stabmagneten auch im Inneren der Spule vorhanden. Hier verschmelzen die einzelnen Magnetfelder miteinander und bilden Pole. Legt man einen Eisenkern in die Spule und schaltet den Strom ein, kann die magnetische Kraft der Spule um das Zehntausendfache verstärkt werden. Der Eisenkern kann trotz sein...hier weiterlesen

Produktion: 2012

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Film: Elektromagnetische Induktion

Mechanische Energie kann durch die elektromagnetische Induktion in elektrische Energie umgewandelt werden. Anhand des Beispiels einer im elektrischen Feld aufgehängten Leiterschleife demonstriert der Film diesen Vorgang. Das entstehende Elektronenungleichgewicht ruft eine elektrische Spannung hervor. Plus- und Minuspol wechseln, wie man an der Sinuskurve bei der Messung der Spannung erkennen kann. Ein Kommutator oder Polumwandler macht eine pulsierende Gleichspannung aus dieser Wechselspannung. Generatoren erzeugen Energie aus mechanischer Drehbewegung – so funktionieren Windräder. Ein Energiesatz lautet, dass Generatoren nur so viel elektrische Energie erzeugen können, wie sie mechanisch...hier weiterlesen

Produktion: 2013

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Film: Gekrümmte Spiegel

Die konvexe Wölbung eines Teelöffels verzerrt das Spiegelbild. Ist die Wölbung konkav, ist das Bild nicht nur verzerrt, sondern steht auch noch auf dem Kopf. Im Krümmungsmittelpunkt ist zwar auch bei Hohlspiegeln der Einfallswinkel der Strahlen auch gleich der Ausfallswinkel, gleichzeitig werden sie aber durch den Brennpunkt konzentriert und reflektiert. Die Strahlen laufen also parallel zur optischen Achse. Brennpunkt und Krümmungsmittelpunkt beim Wölbspiegel liegen hinter dem Spiegel. Der Brennpunkt scheint hier der Ausgangspunkt der achsenparallelen Strahlen. Der Film erläutert die Reflexionsgesetze und erklärt, wieso Verzerrungen auftreten. Der Brennpunkt wird definiert, die Berechnun...hier weiterlesen

Produktion: 2013

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Film: Hebel und Hebelgesetz

Ein Hebel ist ein starrer Stab, der sich um einen festen Punkt drehen kann und als mechanischer Kraftwandler fungiert. Der Teil zwischen dem Drehpunkt und dem Krafteinwirkungspunkt heißt Kraftarm. Wirken auf beide Kraftarme dieselben Kräfte, ist der Hebel ausgeglichen. Greifen unterschiedliche Kräfte an, müssen die Kraftarme für einen Ausgleich verschieden lang sein.Der Film zeigt, wie Hebel als einfache Maschinen funktionieren. Er erklärt das Hebelgesetz und verdeutlicht, dass bei einem doppelt so langen Kraftarm nur die Hälfte der Energie gebraucht wird. Es werden Beispiele für Hebel im Alltag gegeben: Einarmige Hebel etwa sind Schubkarren, einar...hier weiterlesen

Produktion: 2013

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Film: Kraft - Was ist das?

Wirkt eine Kraft auf einen Gegenstand, kann dieser dadurch bewegt, verformt oder zerstört werden. Die Kräfte werden unterschieden in die Berührung, die Erdanziehungskraft und die Gravitation. Die Stärke der Reaktion richtet sich nach der Stärke der einwirkenden Kraft. Der Film stellt die Spiralfeder mit Skala als einen in der Physik eingesetzten Kraftmesser vor und nennt die Maßeinheit, in der Kraft gemessen wird: Ein Newton ist die Kraft, die man braucht, um einen Gegenstand, der ein Kilogramm schwer ist, auf eine Geschwindigkeit von einem Meter pro Sekunde zu beschleunigen. Diese Kraft hat eine Richtung und ist daher eine vektorielle Größe. Um d...hier weiterlesen

Produktion: 2013

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Film: Lorentzkraft

Die Wirkung von Magnetfeldern auf bewegliche Elektronen wird als die Lorentzkraft bezeichnet. Der Film erklärt sie anhand einer Leiterschaukel, die in einem Hufeisenmagnet aufgehängt ist. Legt man Strom an die Leiterschaukel an, versetzt er die Elektronen im Inneren in Bewegung. Ihr Magnetfeld ist kreisförmig. Die Leiterschaukel befindet sich aber im Magnetfeld des Hufeisenmagnets, und so verschmelzen die beiden Magnetfelder, wobei die Feldlinien gekrümmt und zusammengedrückt werden. Ihre Tendenz zur Begradigung wirkt sich als Kraft auf die Elektronen und den Leiter aus; sie ist die Lorentzkraft. Sie wirkt senkrecht auf die Bewegungsrichtung der Elektronen und die Feldlinien des Hufeisens...hier weiterlesen

Produktion: 2013

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Film: Optische Geräte: Brille, Lupe und Mikroskop

Mikroskope, Brillen und Lupen sind optische Geräte. Sie nehmen Einfluss auf den Verlauf von Lichtstrahlen, die durch Linsen fallen. Unsere Augen haben Sammellinsen, bei denen die Brennweite, die Gegenstandsweite und die Bildweite in direktem Zusammenhang stehen. Die Größe des Auges ändert sich nicht, die Entfernung zum Gegenstand aber schon. Daher muss auch die Brennweite der Linse verändert werden, was durch Muskeln getan wird. Ein Verlust der Sehschärfe kann durch weitere Linsen wie Brillen oder Lupen ausgeglichen werden. Die Lupe, die eine Konvexlinse aufweist, kann ein Bild bis zu 15 Mal vergrößern. Gibt es wie im Mikroskop zwei Sammellinsen, ...hier weiterlesen

Produktion: 2013

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Film: Optische Linsen

Linsen bestehen aus Glas oder aus Kunststoff. Sie sind transparent und brechen das Licht. Mindestens eine ihrer Oberflächen ist gewölbt. Ist eine Linse in der Mitte dicker als am Rand, ist sie konvex, eine sogenannte Sammellinse. Ist sie am Rand dicker als in der Mitte, ist sie konkav, eine Zerstreuungslinse. Der Film erklärt die Strahlentypen der verschiedenen Linsen. Die Sammellinse, die auch Brennglas genannt wird, sammelt Wärme und Licht. Mit einem Modell aus Prismen wird der Brennpunkt erklärt. Die Entfernung zwischen der Linsenachse und dem Brennpunkt ist die Brennweite. Je kürzer sie ist, desto stärker ist die Brechkraft. Der Film erläutert, was achsenparallele Lichtstrahlen, Mitte...hier weiterlesen

Produktion: 2013

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Film: Reflexion am Spiegel

Trifft ein Lichtstrahl auf eine spiegelnde Oberfläche, wird er im selben Winkel davon reflektiert, zumindest, wenn die Oberfläche ganz glatt ist. Bei Glas und vielen Metallen ist eine regelmäßige Reflexion möglich. Auch glatte Kunststoffe werden neben diesen Materialien zur Spiegelproduktion verwendet. Die Begriffe Einfallslot, Einfallswinkel, Ausfallswinkel und Reflexionsebene werden erklärt. Der Film nennt das Reflexionsgesetz, nach dem der Einfallswinkel gleich dem Ausfallswinkel ist. Einfallslot, Einfallswinkel und reflektierender Strahl liegen bei der Reflexion am ebenen Spiegel in der Reflexionsebene. Unsere Wahrnehmung erzeugt das Spiegelbild, indem sie die Strahlen bis zu ihrem th...hier weiterlesen

Produktion: 2013

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Film: Rollen und Flaschenzüge

Schwere Lasten können mithilfe von Rollen und Flaschenzügen viel einfacher gehoben werden. Der Film zeigt einen Brunnen: Wer hier einen Eimer heraufzieht, muss viel Kraft aufwenden. Befestigt man das Seil an einem drehbaren oder festen Stock, stört die Reibungsenergie. Diese fällt weg, wenn das Seil über eine Rolle geführt wird. Bei einer hängenden Einzelrolle wird die Kraft eines an einem Ende befestigten Gegenstands auf zwei Seile verteilt: Am anderen Ende muss man nur noch die halbe Kraft aufwenden, um einen Gegenstand zu heben, auch wenn das Ziehen länger dauert. Um mehr Kraft zu sparen, können weitere Rollen hinzugefügt werden, was aber auch umständlich sein kann. Der Flaschenzug hat...hier weiterlesen

Produktion: 2013

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Film: Leitfähigkeit - thermisch und elektrisch

Die thermische und die elektrische Leitfähigkeit sind Stoffeigenschaften. Der Film demonstriert die thermische Leitfähigkeit anhand eines Beispiels und eines Versuchs. Es wird erklärt, dass die Wärme durch die Bewegungen der Teilchen im Stoff weitergegeben wird und dass das bei einigen Stoffen sehr schnell und bei anderen kaum funktioniert. Die Geschwindigkeit definiert die Güte des thermischen Leiters. Die elektrische Leitfähigkeit verschiedener Stoffe kommt unterschiedlich zustande. Liegen in Feststoffen frei bewegliche Elektronen vor, wandern sie bei angelegter Spannung in Richtung des Pluspols. In Lösungen dagegen sind es die Ionen, die zu jeweiligen...hier weiterlesen

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Film: Aggregatzustand von Stoffen

Stoffe können verschiedene Aggregatzustände annehmen, die der Film am Beispiel der Zustände des Wassers erklärt. In gefrorenem Zustand ist es fest: Die Teilchen darin bewegen sich kaum, da sie von starken gegenseitigen Anziehungskräften an ihrem Platz gehalten werden. Erwärmt man den Stoff, werden die Teilchen beweglicher, bis das Eis bei 0 °C schmilzt: Es hat die spezifische Schmelztemperatur von Wasser erreicht. Bei weiterer Erhitzung bewegen sich die Teilchen im Wasser immer schneller, bis bei 100 °C der Siedepunkt erreicht ist.Hier verlieren die Atome ihre Bindung untereinander und gehen in die Dampfphase über. Sinkt die Temperatur unter 100 ...hier weiterlesen

Produktion: 2014

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Film: Elektrische Ladung und Stromstärke messen

Die im Alltag häufig gestellte Frage nach dem Stromverbrauch eines Geräts ist faktisch nicht richtig: Strom wird nicht verbraucht. Das wird im Film durch die Animation eines Stromkreises deutlich gemacht. Die Stärke des Stroms ergibt sich aus der Menge der elektrischen Ladung, die in einer Sekunde durch den Leiterquerschnitt fließt. Es wird gezeigt, welche Methoden es gibt, um diese Ladung zu messen. In einem Stromkreises ist die Ladung an jedem Ort identisch. Bei einem verzweigten Stromkreis teilt sich die Ladung auf. Die Ladungen nehmen grundsätzlich den Weg des geringsten Widerstandes. Der Film erläutert, wie ein Kurzschluss zustande kommt, wie gef&a...hier weiterlesen

Produktion: 2014

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Film: Energietransport - Wärme

Je nach ihrer Art kann Wärme auf unterschiedliche Weise übertragen werden. Im Film wird das Beispiel einer Warmwasserheizung gewählt, die mittels Konvektion die Luft im Raum aufwärmt: Die schnell schwingenden Teilchen des heißen Wassers erwärmen die Teilchen des Heizungsmetalls, und diese wiederum geben die Energie an die trägen Teilchen der kalten Luft ab, beschleunigen und erwärmen sie. Der Film erklärt weiterhin die Konduktion, bei der Wärme durch einen Stoff geleitet wird, ohne die Materie zu bewegen. Die Wärmeleitzahl Lambda (Λ) wird vorgestellt und gute Leiter beziehungsweise gute Dämmstoffe mit ihren Einsatzmö...hier weiterlesen

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Film: Spannung und Stromstärke

In diesem Film wird gezeigt, wie Spannung und Stromstärke zusammenhängen. Anhand verschiedener Versuchsaufbauten wird demonstriert, wie die einzelnen Größen miteinander in Beziehung stehen. Die Einheit Volt wird erklärt. Es wird verdeutlicht, dass man Strom nicht verbraucht, sondern dass lediglich mechanische in elektrische Energie umgewandelt wird und umgekehrt. Elektrische Energie ist an der Steckdose zu haben. In Geräten wird sie wieder in mechanische Energie umgewandelt. Die Arbeit, die damit über einen bestimmten Zeitraum verrichtet wird, heißt Leistung, die dazugehörige Einheit Watt. Energie dagegen wird in Joule gemessen, die Stromst&a...hier weiterlesen

Produktion: 2014

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Film: Thermische Ausdehnung

Am Thermometer ist zu erkennen, dass die darin enthaltene Flüssigkeit sich ausdehnt, wenn die Temperatur ansteigt. Dies ist darauf zurückzuführen, dass sich bei höheren Temperaturen die Teilchen in der Flüssigkeit schneller bewegen und mehr Raum beanspruchen: Das Volumen des Stoffes steigt an. Der Film stellt den Raumausdehnungskoeffizienten Gamma (γ) für Flüssigkeiten vor. Bei Feststoffen ist die thermische Ausdehnung nicht so stark. Sie wird mit dem Längenausdehnungskoeffizienten Alpha (α) bezeichnet. Der Film warnt davor, dass die unterschiedlich starke Ausdehnung verschiedener Baustoffe beachtet werden muss und zeigt die Verwendungsm...hier weiterlesen

Produktion: 2014

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Film: Thermisches Verhalten von Gasen

Im Gegensatz zu Flüssigkeiten oder Feststoffen kommt es für die Ausdehnung von Gasen nicht auf den Stoff an, aus dem sie bestehen: Sie verhalten sich alle gleich. Der Film stellt das Gesetz von Gay-Lussac vor und erklärt, was es mit einem sogenannten idealen Gas auf sich hat, für das dieser das Gesetz formuliert hatte: Seine Teilchen haben kein Eigenvolumen, und es wechselt nicht in andere Aggregatzustände über. Es wird erklärt, was man unter dem absoluten Nullpunkt versteht, und es wird gezeigt, wie sich die Temperaturen der Kelvinskala in die der Celsiusskala umrechnen lassen. Die spektakulärste Einsatzmethode der Ausdehnung von Gas wird betrachte...hier weiterlesen

Produktion: 2014

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Film: Temperaturmesser

Da wir selbst je nach Situation Temperaturen unterschiedlich empfinden, brauchen wir für exakte Messungen eindeutige und wiederholbare Verfahren. Dafür kann man es sich zunutze machen, dass Stoffeigenschaften von der Temperatur abhängen. Der Film führt als Beispiel das Wasser an, zeigt aber zugleich auf, dass es dank seines Gefrierpunkts bei 0 °C und seines Siedepunkts bei 100 °C nicht gut als Temperaturmesser geeignet ist.Eine geeignete Flüssigkeit für ein Thermometer hingegen ist gefärbter Alkohol: Er dehnt sich bei Hitze aus und zieht sich bei Kälte zusammen, gefriert und siedet aber nicht so schnell. Der Film stellt außerdem das Bi...hier weiterlesen

Produktion: 2014

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Film: Wirkungsgrad bei der Energieumwandlung

Es gibt mit der mechanischen, der thermischen, der chemischen und der elektrischen Energie verschiedene Energieformen. Der Mensch nutzt sie alle, doch die Schwierigkeit ist, dass die Energie oft nicht in der Form vorliegt, in der sie aktuell benötigt wird. Allerdings können die Energieformen ineinander umgewandelt werden. Nur bei der thermischen Energie ist das nicht zur Gänze möglich. Nur in einem geschlossenen und perfekt isolierten System bleibt die Gesamtenergie erhalten. Der Film erklärt den Begriff des Energieverlustes: Das Verhältnis von Nutzenergie und zugeführter Energie definiert den Wirkungsgrad eines Energiewandlers. Die nicht nutzbare E...hier weiterlesen

Produktion: 2014

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Film: Große Hoffnung, leere Batterien

Wo bleibt der Sound, wo das Abenteuer? Und dann die Batterie, immer die Batterie: zu schwer das Ding, zu teuer, zu schwach und zu kurzlebig. Es hatte alles so gut begonnen, und selbst Edison gab dem Elektroantrieb die bessere Chance als dem Verbrennungsmotor. Über 100 Jahre später stürzt sich die ganze Autoindustrie mit Inbrunst auf das Elektromobil. Warum erst jetzt? Oder geht es weiter, das grosse Warten auf die Wunderbatterie? NZZ Format auf den Spuren der elektrobetriebenen und leisen Strassenkutschen und Ärztewagen, der ersten Porsche-Konstruktionen, des Oma Duck Mobils, der wuchtigen und wendigen Nutzfahrzeuge und der englischen Milk Floats für die tägl...hier weiterlesen

Produktion: 2010

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Film: Dampfmaschinen

Mitte des 18. Jahrhunderts wurden in England Dampfmaschinen erfunden. In nur 150 Jahren veränderten sie unsere Welt fundamental. Mit ihnen kamen Licht und Lärm in das Leben der Menschen. Sie stellten uns grosse Energiemengen zur Verfügung und waren damit Voraussetzung für die Industrialisierung. Sie erlaubten den Bau zentralisierter Fabriken und mechanisierten die Landwirtschaft. Dampfmaschinen waren die Geburtshelfer des modernen Kapitalismus und der Globalisierung. Sie halfen die Weiten Nordamerikas zu erobern und ermöglichten erstmal den intensiven Güter- und Personenverkehr auf dem Land und zu Wasser.In 'NZZ Swiss made': Die Schiller, das eleganteste Damp...hier weiterlesen

Produktion: 2006

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Film: G8 - Bibliothek der Sachgeschichten: Globus 1, Globus 2, Mondglobus, Sonnenfinsternis 1, Sonnenfinsternis 2

Bibliothek der Sachgeschichten - Wie macht man eigentlich Cornflakes? Wie kommt die ganze Birne in Vaters Schnapsflasche? Wie funktioniert eine Feuerwehrwehrleiter? Und wie entsteht ein Korken für eine Flasche? Diese Fragen und viele, viele mehr, ist Armin Maiwald seit Beginn der 'Sendung mit der Maus' nachgegangen. In Kurzen, klar verständlichen Filmen ist er dabei so manchem interessanten Geheimnis des Alltags auf die Spur gekommen. Die 'Bibliothek der Sachgeschichten' versammelt noch einmal die besten dieser Geschichten alphabetisch sortiert. Globus 1: Es gibt Karten und es gibt Globen, beide mit dem Bild der Erde. Aber aus einem Globus kann man keine Karte machen und eine Ka...hier weiterlesen

Produktion: 2010

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