Unterrichtsmaterial: Filme Physik

Film: Magnetfelder

Jedes Jahr fliegen Zugvögel nach Süden, um dem kalten Winter in ihrer sommerlichen Heimat auszuweichen. Dabei navigieren sie anhand des Erdmagnetfelds. Auch Menschen orientieren sich mithilfe eines Kompasses an diesem Feld. Der Film erläutert, dass man mit einem Magnetfeld den Raum um einen Magneten herum meint, in dem magnetische Kräfte wirken. Das physikalische Phänomen des Magnetismus wird erklärt. Beispielhaft werden Eisenspäne nur durch die Kraft des Magnetfelds angeordnet, ohne dass sie den Magneten selbst berühren. Sie machen die Magnetfeldlinien sichtbar, die vom Nord- zum Südpol des Magneten verlaufen. Die Erde wirkt ebenfalls wie ein ...hier weiterlesen

Produktion: 2018

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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: Mechanische Kräfte an Bauwerken

Interessant, aktuell und leicht verständlich werden die an Bauwerken und Konstruktionen wirkenden mechanischen Kräfte in Realaufnahmen ausgewählter Bauten aus aller Welt sowie nachvollziehbaren Demonstrationen dargestellt und erläutert. Inhaltsschwerpunkte:Zugkräfte und Zugspannung:- Verteilung von Zugkräften; Kräftegleichgewicht; Spinnennetz; Spannungskonstruktion; Seilverspannungen; Tragwerke; Kettenlinie/Seilkurve; Hängebrücken; Luftballon; DruckbehälterDruckkräfte und Druckspannung:- Gewichtskraft; Druckverteilung an Holzsegmenten; natürliche Tunnel- und Bogenbildung; Bogen als Tragwerk; Keilsteine; U-Bahn; Bogenstaumauer; Ku...hier weiterlesen

Produktion: 2001

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Film: Halbleiter: Thyristor und Triac, Fotohalbleiter und LED

Verschiedene Formen von Halbleitern sind überall um uns herum, ohne dass wir sie wahrnehmen. Der Film stellt den Thyristor und den Triac, den Fotohalbleiter und die LED (Leuchtdiode) vor. Es werden ihr Aufbau und ihre Hauptaufgaben beschrieben. Der Thyristor hat zwei Arbeitszustände. Wird Strom weitergeleitet, spricht man davon, dass er gezündet hat. Wird der Thyristor gelöscht, stoppt die Weiterleitung.Die Triac, also die Triode für Wechselstrom, wird benutzt, um Leuchten zu dimmen. Im Film wird erklärt, wie das funktioniert. Wird der Stromfluss statt durch Spannung durch einfallendes Licht reguliert, ist von Fotodioden die Rede. Sie setzen Licht in elektris...hier weiterlesen

Produktion: 2015

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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: 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: 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: 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

Produktion: 2014

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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

Produktion: 2014

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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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