Schulprogramm Physik Stufe EF (10)
Angestrebte Kompetenzen zum Inhaltsfeld „Erhaltung von Energie und Impuls“ in der Stufe EF (10)

Mechanische Energieformen

  • Ich kann darlegen, dass beim Anheben eines Körpers Arbeit verrichtet wird und dass der Körper potentielle Energie aufnimmt.
  • Ich kann die potentielle Energie mit der Formel Wpot = m·g·h berechnen.
  • Ich weiß, dass bei der Verformung eines Objekts Arbeit an ihm verrichtet wird.
  • Ich weiß, dass für die Verformung eines elastischen Gegenstands Spannenergie aufgewandt werden muss, deren Betrag mit der Formel WSp = 0,5·D·x2 berechnet wird.
  • Ich weiß, dass zur Beschleunigung eines Körpers Beschleunigungsarbeit verrichtet wird und der Körper kinetische Energie aufnimmt.
  • Ich kann die kinetische Energie mit der Gleichung Wkin = 0,5·m·v2 berechnen.

Energieerhaltungssatz

  • Ich weiß, dass Energie grundsätzlich nicht aus Nichts erzeugt werden und nicht vernichtet werden kann.
  • Ich weiß, dass in vielen Vorgängen Energie seine Form wechseln kann und bin in der Lage mehrere Beispiele für Umwandlungen benennen.
  • Ich weiß, dass bei einem Körper, der fällt, potentielle Energie in kinetische umgewandelt wird.
  • Ich weiß, dass bei einem gespannten Gegenstand, zum Beispiel bei einer Feder, Spannenergie in kinetische Energie umgewandelt wird, sobald sich der Gegenstand wieder entspannt.
  • Ich kann den Energieerhaltungssatz dazu verwenden, die Steighöhe eines geworfenen Gegenstands zu berechnen, wenn mir die Vertikalgeschwindigkeit bekannt ist.
  • Ich bin in der Lage mit Hilfe des Energieerhaltungssatzes verschiedene Größen bei der Spannung einer Feder zu berechnen, wenn mir die anderen  beteiligten Größen bekannt sind.

Reibung und Energieentwertung

  • Ich weiß, dass einander berührende Gegenstände Reibungskräfte aufeinander ausüben können, welche ihre Bewegung dämpfen.
  • Ich kann zwischen Haft-, Gleit- und Rollreibung unterscheiden.
  • Ich weiß, dass bei zwei Objekten die Haftreibung stets stärker ist als die Gleitreibung.
  • Ich kenne verschiedene Beispiele aus der Technik und dem Alltag, in denen Reibung eine Rolle spielt, und weiß, dass in manchen Fällen eine möglichst geringe, in anderen Fällen eine große Reibung gewünscht wird.
  • Ich weiß, dass die Stärke der Reibung von den Materialien der beteiligten Körper abhängt und dass der Betrag der Kraft durch den Haft- beziehungsweise Gleitreibungskoeffizient beschrieben wird.
  • Ich weiß, dass bewegte Gegenstände, die der Reibung unterliegen, kinetische Energie einbüßen.
  • Ich weiß, dass diese verlorengegangene Energie als entwertete Energie bezeichnet wird, da sie nicht mehr ohne Weiteres nutzbar ist.

 Impuls und Stoßvorgänge

  • Ich kenne den Impuls eines Gegenstands und kann ihn mit der Formel p = m·v berechnen.
  • Ich weiß, dass der Gesamtimpuls eines geschlossenen Systems erhalten bleibt und erst dann eine Veränderung erfährt, wenn äußere Kräfte wirken.
  • Ich kann zwischen einem elastischen und einem inelastische Stoß zweier Objekte unterscheiden.
  • Ich weiß, dass bei einem elastischen Stoß kinetische Energie nicht verloren geht, sondern lediglich von einem Stoßpartner auf den anderen übertragen werden kann.
  • Ich weiß, dass ein vollständig inelastischer Stoß vorliegt, wenn beide Stoßpartner nach dem Stoß gleiche Richtung und Geschwindigkeit besitzen. In diesem Fall geht kintische Energie verloren.
  • Ich bin in der Lage, für zentrale elastische oder vollständig inelastische Stöße die Endgeschwindigkeiten zu berechnen, wenn mir die Massen und Anfangsgeschwindigkeiten bekannt sind.
  • Ich kann geeignete Experimente durchführen, um den Impulserhaltungssatz zu überprüfen.
  • Ich kann im Rahmen der vorgenannten Experimente eine Videoanalyse der Bewegungen durchführen, um die beteiligten Geschwindigkeiten zu messen.



Autorisation: Fachkonferenz Physik
Letzte Änderung: 28.11.2014