Kategorie: Physik in Alltag und Technik

  • Grundlagen der Elektrizität (Spannung/Stromstärke/Widerstand)

    Grundlagen der Elektrizität (Spannung/Stromstärke/Widerstand)

    Es gibt zwei Arten von elektrischer Ladung: Plus und Minus. Elektronen tragen die Minus-Version der Ladung. Wenn ich ein Elektron aus dem Atom wegnehme, wird das Atom einfach positiv geladen. Man kann also Ladungen trennen. Wenn ich – mit viel Aufwand (Arbeit/Energie) Plus und Minus trenne, entsteht „Elektrische Spannung“. Wenn es eine Verbindung zwischen den beiden Gebieten gibt, gleicht sich das wieder aus – die negativ geladenen Elektronen fließen in Richtung Pluspol. Und das nennen wir „elektrischer Strom“. Wie viel Strom bei wie viel Spannung fließen kann, gibt der elektrische Widerstand an. Das Ohmsche Gesetz verbindet die drei Größen Spannung (U), Strom (I) und Widerstand (R): U=R•I

    Link: https://www.phyx.at/was-ist-der-unterschied-zwischen-spannung-und-strom/

  • Physik in Haushalt, Freizeit, Sport

    Physik in Haushalt, Freizeit, Sport

    Einerseits können wir in der Physik sehr gut Bewegungen beschreiben. Geschwindigkeiten. Änderungen der Geschwindigkeiten erfolgen durch Kräfte. Dann können wir uns die Energien anschauen, die eingesetzt werden, oder die frei werden. Oder die Energieumwandlungen. Oft wiederholt sich eine Bewegung, da können wir unser Wissen um harmonische Schwingungen einsetzen. Wir haben es also mit sehr vielen „mechanischen“ Vorgängen zu tun, die wir gut verstehen. Wenn wir uns die Kräfte genauer anschauen, ist oft die Schwerkraft, die vorgibt, wie etwas passiert – alles fällt nach unten. Oder es sind elektrische Kräfte, die im Alltag wenig auffallen, bis es irgendwo mal blitzt, dann bemerkt man sie natürlich schon. Elektrische Antriebe können mechanische Antriebe ersetzen, das bemerken wir gerade bei Verbrennungsmotoren, die durch elektrische Antriebe ersetzt werden. Im Sport sind es besonders die Energieumwandlungen, die faszinierend sind: beim Stabhochsprung wird chemische Energie in den Muskeln der Athlet:innen in Bewegungsenergie umgewandelt, in potenzielle Energie des gebogenen Stabes, diese wiederum in die potenzielle Energie des gesamten Körpers über der Latte und dann wieder in Bewegungsenergie des fallenden Körpers und in Wärmeenergie, wenn die Matte verbeult wird. Oft sind es Erhaltungssätze, die helfen, etwas zu verstehen: Energieerhaltung, Impulserhaltung, Drehimpulserhaltung. Für jede Situation gibt es physikalische Grundlagen, auf die sie beruht. Ach ja, der Druckkochtopf beim Kochen, wegen dem höheren Druck kann Wasser eine höhere Temperatur als 100 Grad Celsius bekommen, bevor es siedet.

    Links: https://www.spektrum.de/lexikon/physik/haushaltsphaenomene/6474 und https://www.uni-muenster.de/imperia/md/content/fachbereich_physik/didaktik_physik/publikationen/einfache_themen_sport.pdf

  • Wohnen

    Wohnen

    Beim Wohnen spielen viele Teilgebiete aus der Physik eine Rolle. Es geht um Helligkeit, um Temperatur, um Feuchtigkeit. Um Lärm. Um Gleichgewichte und um Austauschprozesse. Um Statik – was die Höhe der Häuser betrifft. Um Wärmelehre, weil man auch einheizen oder kühlen möchte oder muss. Es gibt auch den Begriff der „Behaglichkeit“ – besonders Katzen wissen, was das ist 😉

    Link: https://de.wikipedia.org/wiki/Bauphysik und https://de.wikipedia.org/wiki/Behaglichkeit

  • Straßenverkehr (Bremsweg, Airbag, plastische Stöße, Beschleunigung, Reibung)

    Straßenverkehr (Bremsweg, Airbag, plastische Stöße, Beschleunigung, Reibung)

    Im Straßenverkehr trifft die gesamte Physik zu – wenn alles gut läuft, und wenn es einmal zu Problemen kommt.

    Einerseits geht es um Geschwindigkeiten, Beschleunigungen, und Kräften die dazu notwendig sind. Was dabei entsteht ist ein schnell fahrendes Fahrzeug. Ob Roller, Fahrrad, Auto oder Bus, egal. Es ist Reibung notwendig, das Fahrzeug auf der Straße zu halten, in den Kurven gibt es Zentripetal- und Zentrifugalkräfte. In der Bewegung steckt – je nach Masse – mehr oder weniger viel kinetische Energie. Die übrigens quadratisch mit der Geschwindigkeit steigt. Diese Energie muss bei einer Kollision in der Verformung von Blech abgebaut werden – umgewandelt in Wärmeenergie letztlich. Ein Airbag hilft, dem Körper bei einem Aufprall mehr Zeit zu geben, abgebremst zu werden, denn diese Zeit ist maßgeblich für die Kräfte die dabei entstehen – je mehr Zeit zur Verfügung steht, desto geringer sind die Kräfte.

    Links:

    1. Bremsweg: https://de.wikipedia.org/wiki/Bremsweg
    2. Airbag: https://de.wikipedia.org/wiki/Airbag
    3. Plastischer Stoß: https://de.wikipedia.org/wiki/Stoß_(Physik)#Unelastischer_Stoß
    4. Beschleunigung: https://de.wikipedia.org/wiki/Beschleunigung
    5. Reibung: https://de.wikipedia.org/wiki/Reibung