Physik Klasse 9

Themen in Physik Klasse 9

• Geschwindigkeit und Beschleunigung
• Newtonsche Gesetze
• Arbeit, Energie, Leistung
• Elektromagnetismus
• Aufbau der Atome
• Radioaktivität

Lektionen für diese Klassenstufe

• Akustik

  Ultraschall: Anwendung in Medizin und Technik

  Ultraschall Anwendung bedeutet, Schall mit einer Frequenz über 20 000 Hz zu nutzen, den Menschen nicht hören, aber Geräte senden und als Echo wieder empfangen können. In dieser Lektion lernst du, wie du aus der Laufzeit eines Echos eine Entfernung berechnest und warum Ultraschall bei Einparkhilfe, Echolot und Ultraschallbild so gut funktioniert.

• Atomphysik

  Atommodelle

  In dieser Lektion lernst du, wie sich die Vorstellung vom Aufbau des Atoms über gut hundert Jahre verändert hat, von Daltons massiver Kugel bis zum modernen Schalenmodell. Du rechnest mit der Formel A = Z + N und bestimmst die Neutronenzahl verschiedener Atomkerne.

• Elektrizität

  Der Elektromotor

  In dieser Lektion lernst du, wie ein Elektromotor elektrische Energie in eine Drehbewegung umwandelt. Du verstehst, warum eine stromdurchflossene Spule im Magnetfeld eine Kraft erfährt, welche Rolle der Kommutator dabei spielt, und wo dir Elektromotoren im Alltag überall begegnen, von der Waschmaschine bis zum Elektroauto.

• Elektrizität

  Elektrische Energie und Kosten

  In dieser Lektion lernst du, wie man aus der Leistung eines Geräts und seiner Nutzungsdauer die verbrauchte elektrische Energie berechnet. Du rechnest mit der Formel E = P · t in Kilowattstunden und ermittelst daraus die Stromkosten eines Geräts mit einem beispielhaften Strompreis.

• Elektrizität

  Elektrische Leistung und Arbeit

  In dieser Lektion lernst du, was die Leistung eines Elektrogeräts aussagt und wie du sie aus Spannung und Stromstärke berechnest. Danach rechnest du die elektrische Arbeit in Kilowattstunden aus, vergleichst die Leistung typischer Haushaltsgeräte und lernst, wie du deine Stromrechnung liest.

• Elektrizität

  Generator: Funktionsweise und Formel

  Ein Generator wandelt mechanische Bewegung durch elektromagnetische Induktion in elektrische Spannung um. In dieser Lektion lernst du die Funktionsweise eines Generators, rechnest zwei Beispiele mit der Formel U ist gleich N mal B mal A mal Omega und erfährst, warum ein Generator immer Wechselspannung liefert.

• Elektrizität

  Magnetfeld einer Spule

  Das Magnetfeld einer Spule entsteht, wenn elektrischer Strom durch einen aufgewickelten Draht fließt und dabei ein Magnetfeld ähnlich einem Stabmagneten erzeugt. In dieser Lektion lernst du die Formel B = μ0 · n · I / l, rechnest Beispiele zu einer Luftspule und erfährst, warum ein Eisenkern das Magnetfeld deutlich verstärkt.

• Elektrizität

  Reihen- und Parallelschaltung

  In dieser Lektion lernst du, wie sich Spannung und Stromstärke in einer Reihenschaltung und in einer Parallelschaltung verteilen. Du erfährst, woran du die beiden Schaltungen erkennst und wie du den Gesamtwiderstand berechnest.

• Elektrizität

  Transformator

  In dieser Lektion lernst du, wie ein Transformator Wechselspannung herauf- oder heruntersetzt und warum das für die Stromversorgung so wichtig ist. Du rechnest mit der Formel Up / Us = Np / Ns und verstehst, warum hohe Übertragungsspannungen die Verluste auf Überlandleitungen verringern.

• Energie

  Energieformen und Energieerhaltung

  In dieser Lektion lernst du die wichtigsten Energieformen kennen und verstehst, was der Energieerhaltungssatz bedeutet. Du unterscheidest potenzielle und kinetische Energie, rechnest mit ihnen an zwei durchgerechneten Beispielen und lernst, welche Fehler in Klassenarbeiten am häufigsten passieren.

• Energie

  Photovoltaik Funktionsweise

  Photovoltaik bezeichnet die direkte Umwandlung von Sonnenlicht in elektrischen Strom mithilfe von Solarzellen aus Silizium. In dieser Lektion lernst du, wie der photoelektrische Effekt in der Solarzelle Elektronen freisetzt, wie der PN-Übergang eine Spannung erzeugt, und berechnest Beispiele zur elektrischen Leistung einer Solaranlage.

• Energie

  Wärmedämmung und U-Wert

  Wärmedämmung U-Wert: Der U-Wert gibt an, wie viel Wärme in Watt je Quadratmeter Fläche und je Kelvin Temperaturunterschied durch ein Bauteil fließt, und je kleiner er ist, desto besser dämmt das Bauteil. In dieser Lektion berechnest du den U-Wert einer Wand aus ihren Schichten, bestimmst damit den Wärmeverlust eines Hauses und verstehst, warum Dämmstoffe so gut funktionieren.

• Mechanik

  Anhalteweg und Bremsweg berechnen

  Anhalteweg und Bremsweg berechnen kannst du mit zwei Formeln: Der Reaktionsweg ist Geschwindigkeit mal Reaktionszeit, der Bremsweg ist Geschwindigkeit zum Quadrat geteilt durch zwei mal Bremsverzögerung, und beide zusammen ergeben den Anhalteweg. Du lernst in dieser Lektion, warum doppeltes Tempo den Bremsweg vervierfacht, wie die Faustformeln der Fahrschule funktionieren und worin sie sich von der physikalischen Rechnung unterscheiden.

• Mechanik

  Beschleunigung berechnen

  In dieser Lektion lernst du, was Beschleunigung bedeutet und wie du sie aus einer Geschwindigkeitsänderung und der dafür benötigten Zeit berechnest. Du rechnest zwei Beispiele durch, lernst den Unterschied zwischen Beschleunigen und Abbremsen kennen und erfährst, warum der freie Fall ein besonders wichtiger Sonderfall der Beschleunigung ist.

• Mechanik

  Energieerhaltungssatz

  Der Energieerhaltungssatz sagt, dass Energie nie verschwindet oder neu entsteht, sondern sich nur von einer Form in eine andere umwandelt. In dieser Lektion lernst du, wie sich Höhenenergie und Bewegungsenergie an einer Achterbahn ineinander umwandeln, rechnest zwei Beispiele und erfährst, was mit Reibung passiert.

• Mechanik

  Geschwindigkeit und Beschleunigung

  In dieser Lektion lernst du, wie du Geschwindigkeit aus Weg und Zeit berechnest und zwischen Meter pro Sekunde und Kilometer pro Stunde umrechnest. Danach kommt die Beschleunigung dazu, also die Änderung der Geschwindigkeit pro Zeit. Dazu siehst du typische Fehler beim Umrechnen und den Bezug zu Tacho, Blitzer und Bremsweg.

• Mechanik

  Mechanische Leistung: Formel und Beispiele

  Mechanische Leistung berechnen heißt, die verrichtete Arbeit durch die dafür benötigte Zeit zu teilen, also P gleich W durch t, gemessen in Watt. In dieser Lektion lernst du, was Leistung von Arbeit unterscheidet, wie du mit Joule, Sekunden und Watt rechnest und welche typischen Fehler du vermeiden solltest.

• Mechanik

  Newtonsche Gesetze

  In dieser Lektion lernst du die drei Newtonschen Gesetze kennen, mit denen Isaac Newton beschrieb, wie Kräfte auf Körper wirken. Du übst das zentrale Gesetz F = m · a an zwei Beispielen, verstehst, warum du beim Bremsen nach vorn geschleudert wirst, und lernst, warum es bei jeder Kraft auch immer eine Gegenkraft gibt.

• Mechanik

  Schiefe Ebene: Kräfte berechnen

  Eine schiefe Ebene ist eine geneigte Fläche, auf der du eine Last mit weniger Kraft nach oben bringst, als wenn du sie senkrecht hebst, dafür aber einen längeren Weg zurücklegst. In dieser Lektion lernst du, wie du bei einer schiefen Ebene die Kräfte berechnest, was die Hangabtriebskraft ist und warum man mit einer Rampe Kraft spart, aber keine Arbeit.

• Mechanik

  Schwerelosigkeit: Warum Astronauten schweben

  Schwerelosigkeit ist der Zustand, in dem du keine Gewichtskraft spürst, weil du und deine Umgebung gemeinsam frei fallen, und nicht etwa, weil die Schwerkraft fehlt. In dieser Lektion lernst du, warum Astronauten in der ISS schweben, wie viel Schwerkraft dort noch wirkt und wie du Gewichtskraft und Fallstrecke berechnest.