Physikalische Schulexperimente: 1 Mechanik, Thermodynamik : Experimente für die Sekundarstufe I
Gespeichert in:
| Format: | Buch |
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| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Berlin
Volk-und-Wissen-Verl.
1997
|
| Ausgabe: | 1. Aufl. |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | Hier auch später erschienene, unveränderte Nachdrucke |
| Beschreibung: | 328 S. zahlr. Ill., graph. Darst. |
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5
INHALT
Vorwort 13
MECHANIK 17
TRANSLATION UND ROTATION 17
Gleichförmige geradlinige Bewegung 17
1 Arten der Bewegung 18
2 Gleichförmige Bewegung eines elektrischen Spielzeugfahrzeugs 19
3 Gleichförmige Bewegung einer Spielzeugeisenbahn 20
4 Gleichförmige Bewegung auf der Luftkissenbahn 22
5 Gleichförmige Bewegung einer großen Eisenkugel 25
6 Gleichförmige Bewegung mit dem Bandförderer 27
7 Gleichförmige Bewegung einer Luftblase
im Glasrohr mit Wasserfüllung 29
8 Gleichförmige geradlinige Bewegung
direkte Geschwindigkeitsmessung 30
Gleichmäßig beschleunigte Bewegung 32
9 Gleichförmige und gleichmäßig beschleunigte Bewegung 35
10 Bewegung auf der geneigten Ebene 36
11 Bewegung auf einer geneigten Luftkissenbahn 37
12 Rollende Kugel auf der Laufrinne 37
13 Untersuchung der gleichmäßig beschleunigten Bewegung
durch Weg Zeit Messungen mit dem Reifen (Walzen )apparat 41
14 Untersuchung der gleichmäßig beschleunigten Bewegung mit dem
Walzenapparat und dem elektronischen Geschwindigkeitsmesser 43
15 Untersuchung der gleichmäßig beschleunigten Bewegung
auf der Luftkissenbahn mit direkter Geschwindigkeitsmessung 46
16 Untersuchung der gleichmäßig beschleunigten Bewegung
mit der Atwood'schen Fallmaschine 49
17 Untersuchung der gleichmäßig beschleunigten Bewegung
mit Luftkissenbahn und Computer 51
Freier Fall 52
18 Einfluss des Luftwiderstands auf die Fallbewegung 53
19 Fall in Luft und im luftleeren Raum 54
20 Untersuchung des freien Falls mit einer Fallschnur 55
21 Untersuchung des Weg Zeit Gesetzes beim freien Fall
mit elektronischer Zeitmessung 56
22 Bestimmung der Fallbeschleunigung mit Wassertropfen 57
6 INHALT
Überlagerung von Bewegungen 58
23 Zusammensetzung zweier gleichförmiger Bewegungen ;
Demonstration an der Wandtafel 59
24 Zusammensetzung zweier gleichförmiger Bewegungen
Demonstration mit einer rollenden Kugel 60
25 Zusammensetzung zweier gleichförmiger Bewegungen
Demonstration auf dem Luftkissentisch 62
26 Ungestörte Überlagerung einer gleichförmigen und einer
gleichmäßig beschleunigten Bewegung 63
27 Veranschaulichung von Wurfbahnen mit einem Wurfbahnmodell 63
28 SchrägerWurf mit dem Wasserstrahl _. 64
29 SchrägerWurf mit dem Wurfgerät . 65
Kreis und Drehbewegungen —66
30 Vergleich von Kreis und Drehbewegung . ._. 67
31 Drehzahlmessung mit einem Digitalzähler . _ _ 67
32 Winkelgeschwindigkeit und Bahngeschwindigkeit 68
KRAFT, MASSE, ARBEIT, ENERGIE, LEISTUNG 70
Die Kraft 70
33 Die Kraft als Wechselwirkungsgröße . ._ _. 71
34 Wechselwirkung zwischen zwei Schülern 72
35 Wechselwirkung mit zwei Federkraftmessern 72
36 Wechselwirkung Nachweis durch Rückstoß _. ._ ._. 73
37 Nachweis der Wechselwirkung mit zwei Magneten 74
38 Wechselwirkung beim Auftrieb _. _._ _ . 74
39 Die Wirkungen der Kraft 75
40 Elastische Verformung verschiedener Körper 76
41 Elastische Dehnung eines Drahtes . . ._ 77
42 Plastische Verformung verschiedener Körper 78
43 Plastische Dehnung von Drähten . . 78
44 Die Federdehnung in Abhängigkeit von der Kraft 79
45 Elastische Dehnung einer Schraubenfeder — Hooke'sches Gesetz 79
46 Dehnung eines Gummifadens _ _._ _ _._. 80
47 Kraftmessung 81
48 Die Gewichtskraft 83
49 Verschiebung einer Kraft auf ihrer Wirkungslinie 83
50 Addition von Kräften mit gemeinsamer Wirkungslinie 84
51 Zusammensetzung von Kräften mit verschiedenen Richtungen 85
52 Kräfteparallelogramm 86
53 Zerlegung einer Kraft in zwei parallele Kräfte . 87
54 Zerlegung der Kraft an der geneigten Ebene
in zwei senkrecht zueinander stehende Kräfte 88
55 Kräftezerlegung bei einer Seilaufhängung 89
56 Der Schwerpunkt eines stabförmigen Körpers 90
INHALT 7
57 Bestimmung des Schwerpunktes eines sehr flachen Körpers
mithilfe der Schwerelinien 91
58 Gleichgewichtslagen hängender Körper 92
59 Stabiles Gleichgewicht verschiedener Figuren 93
Kraft umformende Einrichtungen 94
60 Einfache Hebel 86
61 Das Hebelgesetz am zweiseitigen Hebel 95
62 Das Hebelgesetz am einseitigen Hebel 96
63 Modelle von Waagen 97
64 Gleichgewicht, Kräfte und Wege an der festen Rolle 98
65 Gleichgewicht, Kräfte und Wege an der losen Rolle _._ 99
66 Gleichgewicht, Kräfte und Wege am Flaschenzug 100
67 Vergleich von Rollen und Flaschenzug 102
68 Gleichgewicht an der geneigten Ebene 103
69 Kräfte und Wege an der geneigten Ebene 104
70 Gleichgewicht am Wellrad 105
71 Kräfte und Wege an der Kurbel 105
Die Reibung 106
72 Die Reibungsarten 107
73 Die Abhängigkeit der Gleitreibungskraft von der Gewichtskraft
des gleitenden Körpers 108
74 Die Abhängigkeit der Gleitreibungskraft von der Beschaffenheit
der Oberfläche 109
75 Die Abhängigkeit der Gleitreibungskraft von der Oberflächengröße
des gleitenden Körpers 110
76 Die Bestimmung der Haftreibungszahl an der geneigten Ebene 111
Die Trägheit 112
77 Die Trägheit eines Körpers auf der Luftkissenbahn 112
78 Das Trägheitsgesetz auf der Luftkissenbahn 114
79 Trägheit einer Kugel 115
80 Trägheit eines Klotzes 115
81 Trägheit eines Körpers beim Wegziehen der Unterlage 116
82 Trägheit beim Anheben eines Körpers 116
83 Trägheit eines hängenden Körpers 116
84 Trägheit eines Turmes aus Streichholzschachteln 117
85 Trägheit eines Holzstabes 118
86 Trägheit einer Flüssigkeit 118
87 Trägheit der Luft 118
88 Das Trägheitsgesetz am Federkraftmesser 119
Das Newton'sche Grundgesetz 120
89 Das Newton'sche Grundgesetz Einsatz des Wagens auf der Schiene 121
90 Das Newton'sche Grundgesetz Einsatz der Luftkissenbahn
mit Weg Zeit Messungen 123
8 INHALT
91 Das Newton'sche Grundgesetz
Einsatz der Luftkissenbahn mit Streifenblende _. — — .— 125
92 Das Newton'sche Grundgesetz
Einsatz der Luftkissenbahn mit direkter Beschleunigungsmessung 126
Arbeit, Leistung, Energie 128
93 Arbeit an der festen Rolle ._. ._. ._ . _ 129
94 Verschiebungsarbeit 130
95 Arbeit an der losen Rolle _. ._._. . _. 131
96 Arbeit am Flaschenzug 132
97 Arbeit an der geneigten Ebene 133
98 Federspannarbeit ._. 133
99 Leistung beim Heben eines Körpers 134
100 Die Hubarbeit und die potentielle Energie der Lage . _ 135
101 Umwandlung von potentieller Energie der Lage
in kinetische Energie an der geneigten Ebene 136
102 Umwandlung von kinetischer Energie einer rollenden Kugel
in Verschiebungsarbeit . 137
103 Energieumwandlung am Fadenpendel _. _._ 138
104 Energieumwandlung am horizontalen Federschwinger 138
105 Energieumwandlung auf der Luftkissenbahn ._. 139
SCHWINGUNGEN UND WELLEN ._ ._. _ _ 141
Mechanische Schwingungen 141
106 Schwingende Körper 142
107 Amplitude, Auslenkung, Periodendauer
und Frequenz einer Schwingung 143
108 Aufzeichnen der Schwingung eines Fadenpendels 145
109 Aufzeichnen der Schwingung einer Stimmgabel 146
110 Harmonische und nichtharmonische Schwingungen 147
111 Abhängigkeit der Periodendauer eines Federschwingers
von der Masse des Pendelkörpers 148
112 Abhängigkeit der Periodendauer eines Federschwingers
von der Federkonstante 150
113 Abhängigkeit der Periodendauer eines Fadenpendels von der
Pendellänge, Unabhängigkeit von der Masse des Pendelkörpers 151
114 Einfluss der Fallbeschleunigung auf die Periodendauer
eines Fadenpendels 152
115 Gedämpfte Schwingungen eines Federschwingers 153
116 Eigenschwingungen, erzwungene Schwingungen und Resonanz
beim vertikalen Federschwinger 155
117 Eigenschwingungen, erzwungene Schwingungen und Resonanz
beim horizontalen Federschwinger 156
118 Resonanz bei Fadenpendeln 157
119 Modell zur Resonanz eines Motors mit seinem Fundament 158
120 Modell eines Schlingertanks 159
INHALT 9
Mechanische Wellen 161
121 Ausbreitung einer transversalen Welle in einem Wasserwellenkanal 162
122 Ausbreitung einer transversalen Welle längs eines Schlauches 163
123 Ausbreitung einer transversalen Welle längs einer Kette
gekoppelter Fadenpendel 164
124 Ausbreitung einer transversalen Welle längs einer Kette
gekoppelter Federschwinger 167
125 Ausbreitung einer transversalen Welle in einer Torsionswellenmaschine _ 168
126 Wasserwellenkanal Einführen physikalischer Größen
zur Beschreibung von Wellen _ 170
127 Ausbreitungsgeschwindigkeit einer Wasserwelle 171
128 Erzeugung von Wellen in einer Glaswanne 172
129 Untersuchung der Ausbreitung von Wellen in der Wellen wanne 174
130 Überlagerung zweier Wellen gleicher Frequenz in einem
Y förmigen Wellenkanal 176
131 Interferenz von Wellen in der Wellenwanne 179
Akustik 180
132 Entstehen von Schall oberhalb einer bestimmten Frequenz
eines Schwingers . 180
133 Schallquellen 181
134 Nachweis der Schwingungen bei schallaussendenden Körpern 182
135 Akustische Resonanz 184
136 Zusammenhang von Tonhöhe und Frequenz 185
137 Abhängigkeit der Lautstärke von der Amplitude 186
138 Reflexion von Schallwellen 187
139 Interferenz von Schallwellen 187
140 Schalldämmung 189
141 Ultraschall 190
MECHANIK DER FLÜSSIGKEITEN UND GASE 191
Aufbau der Stoffe ausTeilchen 191
142 Teilen von Stoffen 192
143 Ölfleckexperiment Abschätzung des Moleküldurchmessers 192
144 Volumendefizit beim Mischen von Stoffen 194
145 Diffusion von Gasen _. 195
146 Diffusion von Kupfersulfatlösung und Wasser 196
147 Modellexperimente zur Diffusion auf dem Luftkissentisch 197
148 Brown'sche Bewegung ._._. 198
149 Modellexperiment zur Brown'schen Bewegung 199
150 Modellexperimente zur Anordnung und Bewegung derTeilchen
in festen Körpern, Flüssigkeiten und Gasen 200
151 Kohäsion und Adhäsion 201
152 Kapillarität 202
153 Oberflächenspannung 204
10 INHALT
Druck in Flüssigkeiten und Gasen 204
154 Druck und Druckkraft _. . ._. . 205
155 Druck, Druckkraft und gedrückte Fläche 206
156 Druckkraft, Eindringtiefe und Druck 207
157 Allseitige und gleichmäßige Druckausbreitung in Flüssigkeiten 208
158 Kräfte und Wege bei der Druckübertragungin einer hydraulischen Anlage 208
159 Kompressibilität von Luft 210
160 Boyle Mariotte'sches Gesetz Nachweis mit dem Kolbenprober 211
161 Boyle Mariotte'sches Gesetz Nachweis mit dem Gerät
für das Boyle Mariotte'sche Gesetz _ _ 213
162 Dichte von Luft _. 214
Schweredruck in Flüssigkeiten 215
163 Untersuchung des Schweredrucks in Flüssigkeiten mit einer Druckdose 216
164 Unabhängigkeit des Bodendrucks von der Gefäßform 217
165 Seitendruck 218
166 Aufdruck ._ _. ._ 219
167 Schweredruck in verschiedenen Flüssigkeiten ._ — 220
168 Verbundene Gefäße 221
169 Modell eines Wasserstandsanzeigers — 222
Auftrieb in Flüssigkeiten 223
170 Nachweis des Auftriebs 223
171 Abhängigkeiten der Auftriebskraft 225
172 Archimedisches Gesetz 226
173 Sinken, Schweben und Steigen einer verschlossenen Flasche _._ 228
174 Der cartesianische Taucher 228
175 Dichtebestimmung von Blei mithilfe eines Federkraftmessers . 230
Luftdruck und Auftrieb in Luft 231
176 Nachweis des Luftdrucks mit dem Blasensprenger 232
177 Nachweis des Luftdrucks mit den Magdeburger Halbkugeln . 232
178 Abhängigkeit des Luftdrucks von der Höhe 233
179 Bestimmung des Luftdrucks 234
180 Modell eines Dosenbarometers 235
181 Auftrieb eines Körpers in Luft — Nachweis mit der Auftriebswaage 236
182 Auftrieb eines Körpers in Luft Nachweis mit einem Luftballon
und einer Spraydose . . 237
183 Auftriebskraft eines mit Wasserstoff gefüllten Ballons . ._ 237
184 Modell eines Heißluftballons . ._ . _. ._. 238
Strömungen in Flüssigkeiten und Gasen 239
185 Stromlinienverlauf Untersuchung mit Fadensonden 240
186 Stromlinienverlauf Untersuchung mit dem Stromfadengerät 240
187 Stromlinienverlauf Untersuchung mit dem Stromliniengerät 241
188 Stromlinienverlauf Untersuchung mit Tintenspuren 243
189 Abhängigkeit des Strömungswiderstands von der Form der umströmten Körper 244
INHALT 11
190 Aerodynamisches Paradoxon ._ 245
191 Statischer Druck in Luftströmungen _ 246
192 Statischer Druck in Wasserströmungen _. ._ 246
193 Auftriebskraft am Tragflächenprofil 247
194 Druckverteilung an einem Tragflächenprofil 248
THERMODYNAMIK 249
TEMPERATUR UNDTHERMISCHESVERHALTEN VON KÖRPERN 249
Temperatur und Thermometer 249
195 Täuschbarkeit menschlichen Temperaturempfindens 250
196 Thermometermodell mit Wasserfüllung 250
197 Kalibrieren eines Thermometers 251
198 Temperatur und Teilchenbewegung 253
Thermisches Verhalten von Körpern 254
199 Volumenänderung einer Stahlkugel bei Temperaturänderung 256
200 Längenänderung eines Kupferdrahtes bei Temperaturänderung 256
201 Längenänderung eines Gummifadens bei Temperaturänderung 257
202 Längenänderung von Rohren bei Temperaturänderung
Bestimmung des linearen Ausdehnungskoeffizienten 258
203 Kräfte bei der Längenänderung eines Metallstabes Bolzensprenger _._. 260
204 Verformung eines Bimetallstreifens 261
205 Volumenzunahme von Flüssigkeiten bei Temperaturerhöhung 262
206 Bestimmung des räumlichen Ausdehnungskoeffizienten von Petroleum 263
207 Anomalie des Wassers 264
208 Temperaturschichtung im Wasser 266
209 Volumenzunahme von Luft bei Temperaturerhöhung 267
210 Druckzunahme von Luft bei Temperaturerhöhung 267
211 Zusammenhang von Volumen und Temperatur bei Luft 268
212 Zusammenhang von Druck und Temperatur bei Luft 271
THERMISCHE ENERGIE UND WÄRME 272
Wärmeaufnahmen und abgäbe 272
213 Grundgleichung derWärmelehre 272
214 Spezifische Wärmekapazität von Flüssigkeiten 275
215 Spezifische Wärmekapazität fester Körper 276
216 Wärmekapazität eines Thermosgefäßes 278
217 Mischungstemperatur zweier Wassermengen 279
Aggregatzustandsänderungen 280
218 Schmelz und Erstarrungstemperatur 280
219 Temperaturverlauf beim Schmelzen 282
220 Mischung von Wasser und Eis 283
12
221 Bestimmung der spezifischen Schmelzwärme des Eises 284
222 Volumenänderung von Flüssigkeiten beim Erstarren 285
223 Erwärmen von Wasser bis zum Sieden 286
224 Siedetemperatur verschiedener Flüssigkeiten 286
225 Kondensieren . ._ 288
226 Destillieren 289
227 Verdunsten 290
228 Abkühlen durch Verdunsten _. _ 292
229 Temperaturverlauf beim Erwärmen von Wasser bis zum Sieden 294
230 Spezifische Verdampfungswärme von Wasser 295
231 Spezifische Kondensationswärme von Wasser 296
232 Sieden unter vermindertem Druck _ 297
233 Sieden unter erhöhtem Druck 299
Wärmeübertragung 300
234 Wärmeleitung fester Körper 301
235 Unterschiedliche Wärmeleitfähigkeit verschiedener fester Stoffe 302
236 Wärmeleitfähigkeit des Wassers _ 303
237 Wärmeleitfähigkeit von Luft 304
238 Wärmeströmung in Wasser 305
239 Wärmeströmung in Luft ._ . _. 306
240 Schornsteinmodell _. _. ._ _. 307
241 Nachweis der Wärmestrahlung 308
242 Absorption derWärmestrahlung 309
243 Reflexion derWärmestrahlung 310
244 Absorptionsvermögen schwarzer Körper für Wärmestrahlung 312
245 Bestimmung der Solarkonstanten 313
246 Treibhauseffekt ._ 314
247 Sonnenkollektor 315
248 Wärmedämmung in Modellhäusern 317
249 Thermosflasche 318
Umwandlungen zwischen thermischer und mechanischer Energie
Wärmekraftmaschinen 320
250 Umwandlung von mechanischer in thermische Energie
mit dem pneumatischen Feuerzeug 320
251 Umwandlung von mechanischer Energie in thermische Energie
durch Schütteln einer Flüssigkeit 321
252 Umwandlung mechanischer Energie in thermische Energie
mit derWhiting'schen Röhre . _. 322
253 Umwandlung von thermischer in mechanische Energie
1. Hauptsatz derThermodynamik 322
254 Modell einer Dampfturbine 323
255 Modell eines Ottomotors 324
256 Stirlingmotor 325
Register 327 |
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