Lerngebiete Physik

Published on November 5th, 2023

11. Mechanik

11.1 Kinematik des Schwerpunktes

  • die Begriffe «Schwerpunkt», «Bahnkurve», «Geschwindigkeit» und «Beschleunigung» definieren
  • Die Geschwindigkeit in Vektor-Form darstellen und damit Relativbewegungen und absolute Bewegungen berechnen
  • Aufgabenstellungen zu folgenden Bewegungsarten lösen: Geradlinig gleichförmige Bewegung, gleichmässig beschleunigte Bewegung, freier Fall, parabolische Bewegung
  • die gleichförmige Kreisbewegung mit den dazugehörigen Grössen (Rotationsfrequenz, Winkelgeschwindigkeit, Zentripetalbeschleunigung) bestimmen und damit einfache Berechnungen durchführen

11.2 Dynamik

  • den Zusammenhang zwischen Kraft, Masse und Beschleunigung beschreiben
  • das zweite Newton’sche Gesetz in einfachen Fällen (gleichförmige geradlinige Bewegung und gleichförmige Kreisbewegung) anwenden

11.3 Energie

  • den Begriff «Energie» definieren und die wesentlichen Energieformen aufzählen
  • den Begriff «Arbeit» definieren und bei einfachen Objekt-Bewegungen anwenden
  • die mechanische Energie (kinetische Energie und potentielle Energie) definieren und das Prinzip ihrer Erhaltung in einfachen Berechnungen nutzen
  • das Prinzip der Energieerhaltung formulieren (inkl. Motor und Reibung) und in einfachen Berechnungen anwenden
  • die Begriffe «Leistung» und «Energieeffizienz» definieren und sie auf technische Anwendungen übertragen

11.4 Statik von Festkörpern

  • den Begriff «Kraft» definieren und als Vektor darstellen
  • das Drehmoment einer Kraft definieren und Anwendungsge-biete nennen
  • die wesentlichen Kräfte, die auf einen Festkörper im Gleich-gewicht wirken, aufzählen und charakterisieren (Schwerkraft, Auflagerkraft, Reibung)
  • die Gesamtheit der auf einen Körper wirkenden Kräfte dar-stellen und daraus die resultierende Kraft bestimmen
  • das statische Gleichgewicht eines Körpers definieren (Gleichgewicht der Momente und der Kräfte) und anhand verschiedener Beispiele auf der horizontalen und schiefen Ebene aufzeigen

4.5 Hydrostatik

  • den Grundbegriff «Druck» definieren und die wichtigsten Einheiten angeben
  • den Druck zwischen zwei Festkörpern berechnen
  • den Druck in einer Flüssigkeit berechnen (hydrostatische Grundgleichung) und mit dem Luftdruck in Verbindung bringen
  • das Pascal’sche Gesetz anhand einfacher Aufgaben anwenden
  • das archimedische Prinzip definieren und in einfachen Aufgaben anwenden

12. Thermodynamik

12.1 Temperatur

  • die Temperatur, mit Bezug auf die Teilchenbewegung, definieren und einen Zusammenhang mit den Aggregatzuständen herstellen
  • den Ursprung und die Anwendungen der Celsius- und der Kelvin-Temperaturskala erklären
  • Grad Celsius in Grad Kelvin umrechnen und umgekehrt

12.2 Wärme

  • den Begriff «Wärme» in Bezug auf übertragene Teilchenbe-wegungen definieren und die Beziehung zwischen Wärme und Temperatur erklären
  • die Wärmebilanz und das thermische Gleichgewicht berech-nen (mit und ohne Zustandsänderung) mit dem Gebrauch der Begriffe «spezifische Wärmekapazität», «Wirkungsgrad», «latente Wärme»
  • den entsprechenden Temperaturverlauf grafisch darstellen
  • die Energieerzeugung mit Hilfe des Brennwertes, unter Berücksichtigung des Wirkungsgrades, berechnen
  • das Potential der erneuerbaren Energien beschreiben und sie mit anderen Energie erzeugenden Systemen vergleichen (Wasserkraft, Windenergie, Solarenergie, Wärmepumpe, Biogas, Wärme-Kraft-Kopplungen, Kernenergie)
  • die verschiedenen

12.3 Wärmeausdehnung

  • den Effekt der Wärmeausdehnung (linear und volumenbezo-gen) in Abhängigkeit von der Temperatur quantifizieren
  • das Modell der idealen Gase anwenden, um Druck-, Temperatur- und Volumenänderungen von Gasen zu berechnen, bei gleichbleibender Teilchenmenge

13. Elektrizitätslehre

13.1 Elektrizität

  • die Beschaffenheit von elektrischen Ladungen beschreiben (Ursprung, Einheit, Elementarladung)
  • die wichtigsten physikalischen Grössen definieren und cha-rakterisieren (Ladung, Spannung, Stromstärke, Energie, Leistung)
  • den Widerstand eines Leiters berechnen
  • Berechnungen in einfachen seriellen oder parallelen Schalt-kreisen von Widerständen durchführen
  • die wesentlichen Gefahren der Elektrizität, inklusive entsprechender Schutzmassnahmen, aufzeigen

14. Zusammenhänge und Wechselwirkungen im Klimasystem

14.1 Meteorologie und Klimatologie

  • zwischen Klima und Wetter unterscheiden
  • Extremereignisse und ihre Klassifizierung beschreiben
  • Klimaarchive (Baumringe, Meeressedimente, Stalagmiten, Eisbohrkerne) erklären
  • Klimaprognosen und geeignete Ausschnitte aus der aktuellen Forschung beurteilen

14.2 Energiebilanz der Erde inkl. Wärmetransport

  • das globale Strahlungsgleichgewicht und Rückkopplungseffekte (Albedo, Meeres- und Windsysteme) beschreiben
  • Einflüsse auf die Klimastabilität und ihre periodischen Schwankungen (Jahreszeiten, Eiszeiten, Rückkoppelungsef-fekte) verstehen
  • zwischen natürlichem und menschengemachtem Treibhauseffekt unterscheiden

14.3 Natürliche Klimaschwankungen

  • mit Fachausdrücken wie NAO und ENSO sowie mit Lang-zeitschwankungen (z.B. Dansgaard-Oeschger-Events, Mi-lankovic-Zyklen) vertraut werden

14.4. Kohlenstoffkreislauf

  • den Kohlenstoffkreislauf (Atmosphäre - Ozean - Biosphäre) beschreiben
  • die Eingriffe des Menschen in den Kohlenstoffkreislauf beurteilen