Unterrichtsmaterial: Filme Physik

Man unterscheidet die Energie in drei Arten, und zwar die elektrische, die mechanische und die thermische. Die Bezeichnung 'Enregieverbrauch' ist irreführend, denn tatsächlich wird Energie nicht verbraucht, und erzeugt wird sie auch nicht. Mit dem Energieerhaltungssatz wird erklärt, dass man sie nur umwandeln kann und dass sie innerhalb eines geschlossenen Systems konstant bleibt. Sie ist also eine Erhaltungsgröße. Um eine Energie in eine andere umwandeln zu können, benötigt man Hilfsmittel. Um mechanische Energie in elektrische zu verwandeln, braucht man einen Generator. Für die Umwandlung von elektrischer in mechanische Energie ist ein Elektromotor nötig und für die Umwandlung von elekt...hier weiterlesen

Produktion: 2014

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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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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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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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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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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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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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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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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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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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