005 Sisyphos, die arme Sau

Wenn Sisyphos einen Stein auf einen Berg hinaufschiebt, dann ist das mühsam. Der Stein ist schwer, die Arbeit sinnlos, und nächsten Tag beginnt wieder alles von vorne. Die idealen Bedingungen für ein Burnout. Wir lernen aber dabei, dass hohe Steine wertvolle Steine sind, und was die Geschichte mit Energie zu tun hat.

Wie geht das? Vorwissenschaftliche Arbeit (VWA)

Verfolge deine eigene Forschungsfrage und schreibe darüber, was du herausfindest. Wie das gehen kann, steht hier. Die Vorwissenschaftliche Arbeit mit eigener Forschung im Mittelpunkt – ein Phyx-Schwerpunkt in Zusammenarbeit mit dem Abendgymnasium Wien.

004 Energie der Sonne

004 Energie der Sonne

Hinweis: Diese Episode gibt es auch langsam gesprochen – Slow Science 004


Wie kommt die Energie der Sonne in unseren Körper? Die Kurzfassung: Pflanzen können die Energie der Sonne aufnehmen. Wir essen dann die Pflanzen. Sie können mit Chlorophyll das Sonnenlicht aufnehmen.

Wer lebt, braucht Energie. Energie kommt zum Teil aus dem Inneren der Erde. Dort ist es heiß und glühend. Nur ganz bestimmte Lebewesen, Einzeller, können diese Energie aus dem Inneren der Erde verwenden. Sie leben in der Nähe von Unterwasservulkanen. — Die Energie für unser Leben kommt von der Sonne. In dieser Episode erzähle ich dir, wie das geht.

Wenn du dich in die Sonne setzt, wird dir warm. Das ist gut, wenn es kalt ist. Du wirst aber nicht satt. Das ist schlecht, wenn du hungrig bist. Wir können kein Sonnenlicht essen. Leider. Wir müssen aber essen, um satt zu werden. Wir essen, um Energie zu bekommen für unser Leben.

Pflanzen können satt werden, wenn sie sich in die Sonne setzen. Sie verwenden das Licht der Sonne, um Moleküle herzustellen, die das Licht der Sonne speichern. Chemische Energie. Das Licht der Sonne wird mit dem grünen Chlorphyll der Pflanzen in chemische Energie umgewandelt. Diese Energie ist nun in der Pflanze. Wenn wir die Pflanze essen, dann können wir die Energie der Sonne aufnehmen. Dazu brauchen wir Sauerstoff. Wir atmen. Wir „veratmen“ unsere Nahrung, könnte man sagen. Diese Atmung passiert in den Zellen unseres Körpers. Dort gibt es „Kraftwerke“, die sogenannten Mitochondrien. Sie erzeugen energiereiche Moleküle durch Nahrung und Sauerstoff.

Viele Menschen essen nicht nur Pflanzen, sondern sie essen auch Fleisch. Das Fleisch stammt von Tieren, die Pflanzen gefressen haben. Und so steckt auch in Fleisch die Energie der Sonne, die diese Pflanzen aufgenommen haben. Es ist wichtig, dass es viele Arten von Lebewesen gibt, damit das Netzwerk an Nahrungsquellen groß ist, und es für alle immer etwas zu essen oder fressen gibt.

Die Energie der Sonne wird durch Kernfusion erzeugt. Wasserstoffatome verschmelzen zu größeren Heliumatomen. Albert Einstein, der berühmte Wissenschaftler, hat ausgerechnet, dass E=mc2 ist. Dass beim Verschmelzen von Atomen Energie frei wird. Durch das Licht kommt die Energie von der Sonne bis zur Erde. Pflanzen verwenden dieses Licht. Licht erwärmt auch das Wasser und die Erde. Es entsteht warme Luft, die sich ausdehnt. Wind entsteht. Warmes Wasser verdampft, und bald entsteht auch Regen.

So bringt die Energie der Sonne Licht, Wind, Wasser für alle Lebewesen dieser Erde. Pflanzen wachsen durch das Licht. Und so können wir über die Nahrung die Energie der Sonne in den Körper bringen. Windkraftwerke können die Energie des Windes nutzen. Und Solarkraftwerke das Licht.

Ohne Sonne wäre es ziemlich kalt auf unserem Planeten.


Immer noch interessiert? Gottfried Schatz erklärt dir mehr. Er hat als Wissenschaftler die Mitochondrien mitentdeckt. Gottfried Schatz ist leider schon verstorben. Das Gespräch ist für eine Radiosendung entstanden.

003 Schwarzes Loch und Astronauten

003 Schwarzes Loch und Astronauten

Im Zentrum unserer Milchstraße befindet sich ein Schwarzes Loch. Das klingt gefährlich, ist es aber zum Glück nicht. Wir vergleichen hier mal Äpfel und Astronauten. Dann kennen wir uns aus.

(Episodenbild: Artist’s concept of the Milky Way Galaxy. GLAST will provide detailed information on where stars are forming. Credit: NASA JPL )

Blumezwiebeln Pflanzen

Blumezwiebeln Pflanzen

Wer im Herbst Blumenzwiebeln pflanzt, kann sich im Frühjahr über frühe Blüten freuen. Für Schulen ist das eine gute Möglichkeit, Erlebnisse zu schaffen, die schon im Herbst beim Löchergraben beginnt. Erfahrungen, Wörter und Ideen finden Sie hier: Slow Science 001

Phyx als Podcast

Phyx als Podcast

Kurze Geschichten zu Natur und Technik. Spannende Phänomene einfach erklärt. Das gibt es jetzt als Podcast zum Abonnieren. Kostenlos. Frei. Am Smartphone, am Fernseher. Oder gleich hier.

Hier siehst du eine Übersicht der online verfügbaren Geschichten. Ein Klick auf den Titel bringt dich zur Episode.

Episode

04/2018

Sisyphos, die arme Sau
Was ist Energie? Ihr kennt die Geschichte mit Sisyphos. Das erklärt alles.
Episode

01/2018

Energie der Sonne
Wie kommt die Energie der Sonne in unseren Körper?
Episode

12/2017

Schwarzes Loch und Astronauten
Im Orbit sind wir schwerelos – und schnell.
Episode

11/2017

Schiff und Flugzeug
Schwimmen und Fliegen
Episode

11/2017

Blumenzwiebeln pflanzen
Wir graben im Herbst ein Loch
002 Schiff und Flugzeug

002 Schiff und Flugzeug

Warum schwimmt ein Schiff? Warum fliegt ein Flugzeug? Etwas muss die beiden leichter machen, denn die Schwerkraft zieht sie sonst nach unten.

Wenn dich das interessiert, findest du hier auf Phyx mehr darüber – mit dem Satz von Archimedes und Grafiken, die den Auftrieb erklären. Bitte hier entlang: Warum schwimmt ein Schiff? und Warum fliegt ein Flugzeug?

Diese Naturgeschichte gibt es auch langsam gesprochen: “Slow Science”. Du findest auch das Manuskript, Wörter und ein Quiz. Alles zusammen hilft dir beim Deutschlernen: http://www.slowscience.at/sls002/

001 Blumenzwiebeln pflanzen

001 Blumenzwiebeln pflanzen

Wenn wir Blumenzwiebeln pflanzen, dann graben wir im Herbst ein Loch. Es soll doppelt so groß sein wie die Blumenzwiebeln, die wir pflanzen.

Diese Naturgeschichte gibt es auch langsam gesprochen: “Slow Science”. Du findest auch das Manuskript, Wörter und ein Quiz. Alles zusammen hilft dir beim Deutschlernen: http://www.slowscience.at/sls001/

Slow Science: Naturwissenschaft und Deutsch

Slow Science: Naturwissenschaft und Deutsch

Spannende Phänomene aus de Natur helfen beim Deutschlernen. Wenn man sie langsam erzählt. Slowscience erzählt die Phänomene erst ganz langsam, stellt dann die wichtigen Wörter vor. Das Manuskript ist da zum Mitlesen. Ausspracheübungen gibt es auch. Und ein Quiz zum Testen. Und dann die Geschichte in üblicher Geschwindigkeit – also schnell.

Für Lehrer/innen sind auch Tipps dabei, wie man Slowscience-Aktivitäten auch im Unterricht verwenden kann.

http://www.slowscience.at/

Reflexionen

Reflexionen

Was sagen Reflexionen über die Oberflächen aus, an denen die Lichtstrahlen reflektiert wurden? Anders gefragt, verändern Oberflächen das Licht?

Perspektiven

Perspektiven

Das Haus ist doch schief? Wie kriegt man es (wieder) gerade?

Wie steil sind Haufen?

Wie steil sind Haufen?

Es gibt große Haufen, es gibt kleine Haufen. Aber es sieht so aus, als wären sie alle ungefähr gleich steil. Stimmt das?

Kritisch denken

Kritisch denken

Was bedeutet “kritisch denken”? Ideen dazu sind herzlich willkommen.

Kritisch denken

1. Überschrift: Kritisch denken

Was bedeutet das? Kurze Diskussion.

Um zu verstehen, was “kritisch denken” bedeutet, fragen wir uns zunächst die wichtigste Frage, was wir davon haben.

Welchen Vorteil habe ich, wenn ich kritisch denke?

… und wir erkennen, dass wir noch nicht viel beantworten können. Aber wir können die Frage erweitern

Welchen Vorteil haben andere, wenn ich kritisch denke?
Welchen Nachteil habe ich, wenn ich kritisch denke?
Welchen Nachteil haben andere, wenn ich kritisch denke?

Welchen Vorteil habe ich, wenn ich unkritisch denke?
Welchen Vorteil haben andere, wenn ich unkritisch denke?
Welchen Nachteil habe ich, wenn ich unkritisch denke?
Welchen Nachteil haben andere, wenn ich unkritisch denke?

Welchen Vorteil habe ich, wenn andere kritisch denken?
Welchen Vorteil haben andere, wenn sie kritisch denken?
Welchen Nachteil habe ich, wenn andere kritisch denken?
Welchen Nachteil haben andere, wenn sie kritisch denken?

Welchen Vorteil habe ich, wenn andere unkritisch denken?
Welchen Vorteil haben andere, wenn sie unkritisch denken?
Welchen Nachteil habe ich, wenn andere unkritisch denken?
Welchen Nachteil haben andere, wenn sie unkritisch denken?

Ohne die Antworten zu kennen, haben wir jetzt den ersten Punkt gefunden.

Kritisches Denken untersucht Fragen.

kann ich das fragen, kann ich das anders fragen, habe ich alles gefragt, wer hat Interesse, etwas zu fragen, wer hat Interesse etwas nicht zu fragen

Jetzt wollen wir doch die Fragen beantworten.

Sie möchten bei einem Imker Honig kaufen. Er sagt, ich habe Bio Honig, feinste Qualität. Er ist daher etwas teurer. Dafür ist er garantiert rückstandsfrei, es sind keine Chemikalien drin. (Leider ist das eine Behauptung, der Honig ist kein Biohonig. Er ist keine feinste Qualität, und er ist nicht rückstandsfrei.)

Bitte beantworten Sie die Fragen.

Welchen Vorteil habe ich, wenn ich kritisch denke?
Welchen Vorteil haben Verkäufer, wenn ich kritisch denke?
Welchen Nachteil habe ich, wenn ich kritisch denke?
Welchen Nachteil haben Verkäufer, wenn ich kritisch denke?

Welchen Vorteil habe ich, wenn ich unkritisch denke?
Welchen Vorteil haben Verkäufer, wenn ich unkritisch denke?
Welchen Nachteil habe ich, wenn ich unkritisch denke?
Welchen Nachteil haben Verkäufer, wenn ich unkritisch denke?

Welchen Vorteil habe ich, wenn Verkäufer kritisch denken?
Welchen Vorteil haben Verkäufer, wenn sie kritisch denken?
Welchen Nachteil habe ich, wenn Verkäufer kritisch denken?
Welchen Nachteil haben Verkäufer, wenn sie kritisch denken?

Welchen Vorteil habe ich, wenn Verkäufer unkritisch denken?
Welchen Vorteil haben Verkäufer, wenn sie unkritisch denken?
Welchen Nachteil habe ich, wenn Verkäufer unkritisch denken?
Welchen Nachteil haben Verkäufer, wenn sie unkritisch denken?

Auf der einfachsten Ebene hat kritisches Denken Vorteile und Nachteile. Je nach dem für wen.

Wir erkennen schon, wenn ich unkritisch denke, kann jemand anderer Vorteile haben. Nachteile habe ich selbst keine. Wir möchten daher kritisch denken.

Verschwörungstheorien

Verschwörungstheorien

Auf der Suche nach der Lüge. Auf der Suche nach der Wahrheit. Warum Verschwörungstheorien oft mit Wissenschaft zu tun haben.

Grundlagen der Mathematik

Grundlagen der Mathematik

Machen Sie mit. Die Grundlagen der Mathematik. Smartphonetauglich. Sprachfördernd. Kompetenzerweiternd. Hier geht’s zur Übersicht aller Kapitel.

Gemeinsam lernen wir Mathematik.

M01 – Wörter der Grundrechenarten. Verwenden Sie die mathematischen Begriffe. Wenn Sie die richtigen Begriffe verwenden, kann Sie jeder verstehen.

M02 – Im Kopf rechnen. Lernen Sie das “Einmaleins” auswendig. Wer es kann, hält sich den Kopf frei. Dadurch ist Platz für wichtige Gedanken.

M03 – Die Grundrechenarten. Sie rechnen mit + – • : und beherrschen alle Vorrangregeln. So ist garantiert, dass Sie beim Rechnen sicher am Ziel ankommen.

M04 – Die ZahlenartenSie können unterschiedliche Zahlenarten in Gruppen ordnen. Wer die Zahlen unterscheiden kann, macht sie zu Freunden.

M05 – Primzahlen. Wer Primzahlen kennt, kann natürliche Zahlen in ihre “Bestandteile” zerlegen.

M06 – Zahlensysteme. Sie analysieren mit uns das “Dekadische Zahlensystem”. So erkennen Sie den inneren Aufbau unserer Zahlenwelt.

M07 – Was Prozent % bedeutet. Wer dieses Zeichen kennt, kann Zahlen vergleichen. Dadurch können Sie ihre Beziehungen zueinander erkennen.

M08 – Rechnen mit Prozenten %. Sie können mit %-Anteilen rechnen und knacken jede Nuss mit diesem Zeichen. Das ist eine der wichtigsten Grundlagen des Rechnens.

M09 – Diagramme mit Prozenten %. Sie lernen Sie können Diagramme mit %-Anteilen zeichnen. So sind Zahlen auch gut für die Augen darstellbar.

Zwei rechtwinkelige Dreiecke bilden die Tragflächen dieses Flugdrachens.

M10 – Bruchrechnen. Wenn Sie die Grundrechenarten auch mit Bruchzahlen können, haben Sie viel erreicht.

M11 – Schlussrechnen. Viele Rechnungen des Alltags lösen wir auf diese Art.

M12 – Algebra: Rechnen mit Buchstaben. Sie werden die Grundrechenarten auch mit Variablen durchführen.

M13 – Gleichungen lösen. Einige handwerkliche Methoden lernen Sie in dieser Einheit kennen. Damit lösen Sie lineare – einfache – Gleichungen.

M14 – Textgleichungen lösen. Sie können die Lösung einer Textgleichung angeben. Dazu lernen Sie drei Schritte kennen, damit das immer gelingt.

M15 – Geometrie Grundbegriffe. Sie unterscheiden richtig Punkte, Strecke, Strahl, Gerade.

M16 – Koordinatensystem. Sie lernen das kartesische Koordinatensystem kennen.

Wie lange braucht das Schiff über das Meer?

M17 – Dreiecke und Vierecke. Sie zeichnen Drei- und Vierecke und benennen ihre Elemente.

M18 – Umfang und Fläche. Sie ermitteln Umfänge und Flächen mit Hilfe der Formelsammlung.

M19 – Diagramme und Informationen. Aktiv und passiv. Sie schreiben Informationen in Diagramme hinein, und lesen sie heraus.

M20 – Fehler machen. Vom Scheitern und Probleme lösen: Sie können erklären, warum Fehler zur Mathematik gehören.


 
Dieser Kurs orientiert sich am Österreichischen Lehrplan für Mathematik im 1. Semester an Abendgymnasien. Er ist geeignet, den Stoff zu wiederholen, wie er zum Beispiel am Abendgymnasium Wien in Mathematik des 1. Semesters unterrichtet wird. Obwohl wir äußerst sorgfältig an der Erstellung arbeiten, können wir keine Verantwortung auf Vollständigkeit und Richtigkeit übernehmen. Wenn Sie Fehler entdecken, würden wir uns über eine Meldung an fehler@phyx.at freuen – und mit uns auch alle Teilnehmer/innen an diesem Online Kurs.

Fahrrad auf der Rolltreppe

Fahrrad auf der Rolltreppe

Fahrräder dürfen Sie in Wien auch in U-Bahnen mitnehmen. Diese Fahrräder dürfen aber nicht auf der Rolltreppe transportiert werden.

Auszug aus den Beförderungsbedingungen der Wiener Linien:

Fahrtreppen (auch stillstehende) dürfen mit Fahrrädern nicht benützt werden.

Zwei Freunde nehmen ihre zwei Fahrräder auf der Rolltreppe trotzdem mit. Sie stehen mit ihren Rädern hintereinander auf der Rolltreppe und lassen zwischen ihren Rädern fünf Stufen frei.

Problem: Im Landebereich der Rolltreppe verkeilt sich ein Fahrrad.

Frage: Wie lange hat ein außenstehender Beobachter Zeit, den Not-Aus-Knopf für die Rolltreppe zu betätigen, bevor das zweite Fahrrad sich mit dem ersten Fahrrad im Landungsbereich verkeilt?


Übungen zu diesem Text:

  1. Was ist eine Fahrtreppe? Was ist eine Rolltreppe? Fertigen Sie ein Vokabelverzeichnis für dieses Problem an.
  2. Zeichnen Sie eine Skizze der Situation.
  3. Konnten Sie die Bewegung in dieser Skizze festhalten?
  4. Wissen Sie, wie man ein Fahrrad zeichnet? Probieren Sie den Start mit zwei Dreiecken nebeneinander.
  5. Welche Annahme machen Sie über die Geschwindigkeit der Rolltreppe?
  6. Was ist eine Annahme?
  7. Wie lautet die Formel für die Geschwindigkeit?
  8. Was sagt die Geschwindigkeit der Rolltreppe über ihre Bewegung aus?
  9. Zurück zur eigentlichen Frage: Wie lange hat ein außenstehender Beobachter Zeit, den Not-Aus-Knopf für die Rolltreppe zu betätigen, bevor das zweite Fahrrad sich mit dem ersten Fahrrad im Landungsbereich verkeilt?
  10. Welche Empfehlungen geben Sie für Reisende mit Fahrrädern im U-Bahn-Bereich?

Weiterführende Links:

  1. https://de.wikipedia.org/wiki/Rolltreppe (Deutsch)
  2. https://en.wikipedia.org/wiki/Escalator (Englisch)

Was man mit diesem Beispiel lernen kann:

  1. Einen Sachverhalt aus einem Text erkennen
  2. Eine Skizze anfertigen: von einer Rolltreppe, von einem Fahrrad
  3. Mehrere Worte für ein und das selbe Ding verwenden
  4. Die wichtigsten Begriffe auch auf Englisch sagen
  5. Die Geschwindigkeitsformel finden
  6. Erkennen, was diese Geschwindigkeitsformel aussagt
  7. Die Verbindung zwischen Zeit und Weg machen
  8. Eine fundierte Annahme machen
  9. Eine Verbindung zwischen einem physikalischen Problem und einem Verbot machen
  10. Die Bedeutung der Problemstellung als generelle Empfehlung erweitern
Problemelösen

Problemelösen

… haben gleich einmal etwas mit dem Erkennen des Systems zu tun. Michael Müller hat im Publicis-Verlag ein hübsches Buch dazu geschrieben: “Ideenfindung, Problemlösen, Innvoation”. Einige Punkte daraus möchten wir hier vorstellen, weil sie sich ausgezeichnet dazu eignen, auch in der Schule verwendet zu werden.

Um für ein Problem eine Lösung zu finden, müssen wir zuenächst das System beschreiben und erkennen. Dazu sind unter anderem Freihandskizzen eine gute Idee, aber grundsätzlich gibt es vier Methoden, ein System zu erklären:

  1. Die historische Methode. Wie hat sich das alles im Laufe der Geschichte entwickelt.
  2. Die pragmatische Methode. Wie gehe ich selbst – privat – damit um.
  3. Der pädagogische Ansatz. Den Kern deutlich machen.
  4. Die funktionale Methode. Was ist die angestrebte Funktion, die sichtbaren Strukturen sind da Mittel zum Zweck. Diese Methode ignoriert die historische Entwicklung, meint Michael Müller.

Ohne Herz geht es dabei nicht, man muss erst seine Liebe zum Problem erkennen, um es zu lösen.

Luftwiderstand

Luftwiderstand

Resistance/Friction und Drag sind verschiedene englische Begriffe. Im Deutschen bezeichnen wir das als Reibung bzw. Widerstand (Reifen/Boden) und Luftwiderstand. Dieses Video zeigt, wie Friction und Drag zusammenwirken, um einen Fahrradfahrer schneller zu machen als die anderen.

Aufgabe:

  1. Beschreiben Sie bitte, was Sie sehen.
  2. Begründen Sie das Phänomen auf physikalischer Sicht.
  3. Wie ändern sich Friction und Drag mit zunehmender Geschwindigkeit?
  4. Geben Sie eine Empfehlung für Radrennfahrer ab.
Lang andauernde Experimente

Lang andauernde Experimente

Pech ist fest, brüchig, aber zugleich langsam fließend: 1927 gab Thomas Parnell an der Universität Queensland etwas Pech in einen Glastrichter. Das Experiment bestand darin zu warten: Alle neun Jahre kam ein Tröpfchen aus dem Trichter heraus. Das Experiment läuft heute noch. Zwar kein Experiment, aber ein Orgelwerk von John Cage, das 639 Jahre dauert: ORGAN2/ASLSP. Es ist derzeit im deutschen Kloster St. Burchadi zu Halberstadt zu hören. Seit dem 5. Februar 2003 erklingt der erste Akkord: ein gis‘, ein gis‘‘ und ein h‘, am 5. Juli 2004 kamen ein e und ein e‘ dazu. Am 5. Juli 2005 um 16.33 Uhr haben sich das gis‘ und das h‘ für lange Zeit verabschiedet. Der letzte Klangwechsel war am 5. Oktober 2013, der nächste kommt am 5. September 2020. Das Werk endet im Jahr 2642.

Alles das gleiche?

Alles das gleiche?

Leistung, Energie, die Kraft und Arbeit. Alles das gleiche?

No way. Wir unterscheiden ganz genau. Am besten an einem Beispiel. Drei Bücher liegen am Boden. Sie gehören zurück ins Regal.

Um die Bücher zu heben, brauchen wir Kraft. „Yeah“. Das spüren wir in den Muskeln. Die Kraft beschleunigt die Bücher, damit wir sie hochheben können, gegen die Schwerkraft. Die Kombination aus Kraft und Weg bezeichnen wir als „Ächz“. Und das ist Arbeit. Diese Arbeit steckt dann auch wirklich in den Büchern, wenn sie im Regal stehen. Sie ist nicht verloren und heißt dann ganz einfach Energie. Sie wird frei, wenn die Bücher wieder zu Boden fallen. „Au“.

Das war’s?

Fast. Wenn zusätzlich die Zeit eine Rolle spielt, in der wir die Bücher heben, dann heißt das Leistung. Je schneller wir diese Arbeit schaffen, desto größer ist die Leistung. Und das heißt: „Wow“. Leistung ist Energieumsatz pro Zeit.