Es gibt viele Situationen, in denen wir uns fragen, warum, weshalb, wieso? Vieles können wir ganz gut erklären. Doch meistens spannender als kluge Antworten sind die Wege dazu, sie zu finden. Klar, und wenn wir dann die Antwort kennen, ist das wunderbar. Eine Sammlung von kleinen Geschichten und Beobachtungen mit Aufgaben dazu finden Sie hier. Für eigenes Üben und Forschen, Recherchieren, für das Lernen von Physik.
Jemand hat Pech und kommt mit seinem Auto von der Straße ab. Er rutscht damit in einen See. Das Auto schwimmt zuerst eine Weile. Dann sinkt es langsam, während der Wasserspiegel im Inneren des Autos steigt. Zeichnen Sie die einzelnen Phasen des Zwischenfalls und diskutieren Sie die folgenden Fragen:
1) Warum sinkt das Auto? 2) Kann der Fahrer die Tür öffnen, um sich zu befreien? 3) Braucht er dazu eine Kraft, die größer ist, als ein Mensch sie aufbringen kann? 4) Was unterscheidet diese Situation von jener, wenn er an Land die Tür öffnet? 5) Wie soll er sich in dieser Situation richtig verhalten?
Die Physik der Blitze ist keineswegs abgeschlossen und manche Forscher:innen arbeiten nach wie vor an der Klärung einiger Fragen.
Was man weiß, ist: der Himmel ist elektrisch positiv aufgeladen, die Erde elektrisch negativ. Somit gibt es zwischen der Atmosphäre und dem Erdboden ein elektrisches Feld. Eine Spitze, zum Beispiel der Turm einer Kirche, oder ein Blitzableiter führt dazu, dass die Feldstärke in der Nähe dieser Spitze extrem groß wird. Genau dadurch kommt es zu einer Entladung – einem Blitz.
Im Mittelalter hatte man Angst vor Blitzen. Jäger haben berichtet, dass sie noch niemals beobachtet hätten, dass in das Geweih eines Hirschen ein Blitz eingefahren wäre. So hat man das Hirschgeweih als „blitzabweisend“ gesehen.
Auf der Spitze des Stephansdomes in Wien befindet sich unter anderem eine relativ große, metallene Hohlkugel. Sie ist vergoldet und in ihrem Inneren hat man – zum Schutz vor Blitzen – im Mittelalter ein Hirschgeweih eingesetzt.
Was halten Sie von diesem Argument? Kann ein Hirschgeweih vor Blitzen schützen? Ist es förderlich oder hinderlich, dass dieses Geweih in einer Metallkugel untergebracht war? Finden Sie es logisch, dass man noch nie beobachten konnte, dass ein Blitz in einen Hirschen einschlägt?
Stichworte: Blitz, Blitzableiter
Autor: Michael Kiffmann, E04; Redaktion: Lothar Bodingbauer; Photo by Michał Mancewicz on Unsplash.
In früheren Zeiten (vor Chorona) sind täglich bis zu neun Kreuzfahrtschiffe in Venedig eingelaufen. Einige Bewohner von Venedig haben dagegen protestiert. Einer von ihnen sagte in einem Interview, dass aufgrund der riesigen Schiffe der Wasserspiegel in Venedig steigt.
Unabhängig davon, dass riesige Schiffe in Venedig für Mensch und Natur störend sein können: können Sie das Argument von dem Bewohner bestätigen oder widerlegen?
Probieren Sie zunächst, diese Frage selbst oder mit Freunden zu diskutieren. Wenn es nicht mehr weitergeht, hilft Ihnen sicher dieser Artikel: Wie schwimmt ein Schiff?
Hinweis: Sie können diese Geschichten durch Ihre Antworten am Ende der Seite wachsen lassen.30+ weitere Geschichten wie diese finden Sie hier in der Sammlung von Phyx-Stories.
Zwischen elektrischen Ladungen wirken Kräfte. Man nennt diese Kräfte „elektromagnetisch“.
Welche Reichweite haben diese Kräfte? Sind sie stets anziehend oder immer abstoßend? Wie verändert sich die elektromagnetische Kraft, wenn sich der Abstand zwischen zwei Ladungen verändert. Betrachten Sie insbesondere die Situation, dass der Abstand zwischen zwei Ladungen halbiert, verdoppelt oder verdreifacht wird.
Ein Hinweis: der Physiker, der das zuständige Kraftgesetz gefunden hat, trägt den Namen „Coulomb“.
Autor: Michael Kiffmann, E02; Photo by Bas Emmen on Unsplash.
Allerkniffligste Frage: Wahrscheinlich geben Sie mir recht, wenn ich behaupte, dass ein Körper, den ich fallen lasse, senkrecht nach unten fallen wird, also in Richtung zum Erdmittelpunkt.
Wenn wir es nicht allzu genau nehmen, dann stimmt das natürlich.
Frage: Wenn wir diesen Fall eines Körpers ganz genau betrachten, könnte es dann auch anders sein? Könnte es sein, dass ein Körper nicht ganz exakt auf einer Geraden zu Boden fällt, die direkt zum Erdmittelpunkt weist? Natürlich würde ein wehender Wind den fallenden Körper vertragen, während er zu Boden fällt. Lassen wir diesen Effekt einmal weg. Betrachten Sie dieses Problem, wenn keinerlei Wind weht…
Zusatzfrage: Gibt es Ihrer Meinung nach auf unserer Erde sehr wohl Punkte oder Gebiete, an denen die Körper tatsächlich senkrecht zu Boden fallen?
Wir besprechen immer wieder auch die Physik der Gase.
Zentral ist, was man unter dem Begriff einer „Zustandsgröße“ versteht und wie viele Zustandsgrößen es für Gase gibt. Geben Sie auch an, in welchen SI-Einheiten diese Zustandsgrößen gemessen werden.
Autor: Michael Kiffmann, W04; Photo by Marra Sherrier on Unsplash.
Was Temperatur ist? Etwas, was ein Thermometer messen kann. Temperatur ist ein Maß für die ungeordnete Bewegung der Moleküle. Hat der Tee eine hohe Temperatur, bewegen sie sich rasch in alle Richtungen. Hat er eine niedrige Temperatur, dann sind sie langsam. Wie können Thermometer diese Bewegung feststellen?
Es gibt folgende große Gruppen von Thermometern:
Gasthermometer
Flüssigkeitsthermometer
Feststoffthermometer
elektrische Thermometer.
Wir sollen wissen, wie ein Quecksilberthermometer, ein Gasthermometer, Seeger-Kegel und ein Bimetallthermometer funktionieren. Das ist sehr spannend. Finden Sie es heraus?
Gelingt es Ihnen, weitere Thermometerarten zu finden? Eines kennen wir noch: wenn es wärmer wird, singen Zikaden (in den Bäumen in warmen Ländern) mehr, schneller, höher, irgendwie anders. So kann man eine App programmieren, die an der Veränderung der Zikadenlaute die Temperatur beschreibt. Das ist hohe Kunst.
Autor: Michael Kiffmann, W02; Redaktion: Lothar Bodingbauer; Photo by kian zhang on Unsplash.
In welchen Situationen kann das Phänomen der Lichtbrechung beobachtet werden?
Was beschreibt der sogenannte Brechungskoeffizient? Welche Einheit hat dieser Koeffizient? Geben Sie für diese drei Stoffe den Brechungskoeffizienten an:
Wasser, Luft, Diamant.
Das Brechungsgesetz nach Snellius (dänischer Physiker) benötigen Sie nicht, da es mit Winkelfunktionen im Zusammenhang steht.
Es gibt zwei Arten von Reflexionen: reguläre und irreguläre Reflexion.
Beschreiben Sie, worin der Unterschied besteht.
Beschreiben Sie, welche Arten der Reflexion in diesen Fällen vorliegt: eine weiße Wand, eine graue Wand, ein schwarzer Pullover, eine polierte Metalloberfläche, eine Glasplatte, eine ruhige Wasseroberfläche.
Die Erdachse ist gegenüber der Ekliptik geneigt. Eine der Konsequenzen besteht darin, dass zum Beispiel in Wien die Tages- und Nachtlängen während des Jahres nicht konstant sind. Zum Beispiel dauert in Wien im Winter ein Tag etwa acht Stunden, wohingegen die Nacht etwa sechzehn Stunden dauert.
Frage: gibt es Orte auf unserer Erde, an denen an allen Tagen des Jahres die Tages- und Nachtlängen gleich sind? Und: wie lange müssten solche Tage, bzw. Nächte denn sein?
