Jg.

Fragestellung

Inhaltsfeld/Inhaltliche Schwerpunkte

Kompetenzen

Warum schwimmen Schiffe und wie bewegen sie sich fort?

Bewegung und ihre Ursachen (5)

Kraft und Druck

Auftrieb

Antriebe

UF 1 Konzepte der Physik unter Bezug auf Basiskonzepte sowie übergeordnete Prinzipien und Gesetzmäßigkeiten erläutern, auch unter Verwendung von Beispielen.

E5 Untersuchungen und Experimente hypothesengeleitet, zielorientiert, sachgerecht und sicher durchführen und dabei mögliche Fehlerquellen benennen sowie vorgenommene Idealisierungen begründen.

B1 für Entscheidungen in physikalisch-technischen Zusammenhängen Bewertungskriterien und Handlungsoptionen ermitteln und diese einander zuordnen.

Lernvoraussetzungen – (aus der Physik und aus anderen Fächern)

Kontextthema „Das Leben Isaac Newtons“ (Klasse 7 WP): Kraft, Masse, Massenanziehung, magnetische Kräfte und Felder; Gewichtskraft

Kontextthema „Mechanische Erfindungen" (Klasse 8 _WP): Energie und Leistung, Energieerhaltung, Energieformen, Energieumwandlung

Fragestellungen; Konzepte

(Zeitumfang)

Konkretisierte Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler können…

Absprachen zum Unterricht (Methoden, Medien, Experimente, Leistungsüberprüfung…)

obligatorisch oder fakultativ

Warum schwimmt ein Schiff?

Archimedisches Prinzip; Druck; Schweredruck; statischer Auftrieb; Dichte

(4 Ust)

begründete Hypothesen zum Auftriebsverhalten von Körpern formulieren und Versuche zur Überprüfung planen. (E3)

Modellversuche zum Tauchen oder Schwimmen zielgerichtet durchführen und dabei Sicherheits- und Sorgfaltsvorschriften beachten. (E5)

den statischen Auftrieb von Körpern in Flüssigkeiten und Gasen mithilfe des Archimedischen Prinzips und des Schweredrucks erklären. (UF2)

Kraftpfeile verwenden, um die Phänomene Schwimmen, Schweben und Sinken darzustellen und zu erklären. (K2)

die Dichte von Körpern experimentell und, bei bekannter Masse und Volumen, rechnerisch bestimmen. (E5)

Schwerpunkt: Hypothesen als begründete Vermutung formulieren und passende Versuche planen.

Vergleich Auftriebe in Wasser und Auftrieb in Luft (Heißluftballon)

Dichte: Volumen mithilfe von Überlaufgefäß bestimmen

Wie tauchen U-Boote und Fische auf und ab?

Archimedisches Prinzip; statischer Auftrieb

(3Ust)

Erklärungen zu den Phänomenen Sinken, Schweben und Steigen adressatengerecht und nach vorgegebenen Kriterien (physikalische Konzepte anwenden, adressatengerechte Sprache und freie Rede verwenden, Nutzung von Bildern und Grafiken) präsentieren. (K7)

die formale Definition des Drucks erläutern und das Druckkonzept an unterschiedlichen Beispielen und mit variierenden Parametern erläutern. (UF1)

die Höhenabhängigkeit des Schweredrucks in Flüssigkeiten und Gasen erklären. (UF 2)

Präsentation vorbereiten: z.B. Vergleich von U-Boot und Fisch in Bezug auf schweben, sinken, steigen

Anpassung von Tieren in der Tiefsee (z.B. Körperform)

Wie funktionieren verschiedene Antriebe?

Kraft und Gegenkraft, Wirkungsgrad

(6 Ust)

den Vortrieb durch Rückstoß (Düsen-, Propeller- Raketenantriebe) mit dem Wechselwirkungsgesetz erklären. (UF1, UF4)

physikalische Gesetzmäßigkeiten beschreiben und vergleichen, die verschiedenen Antrieben (Verbrennungsmotor, Elek­tromotor, Düsentriebwerk) zugrunde liegen. (UF3, UF1)

Kräfte auf stromdurchflossene Leiter und bewegte Ladungen in einem Magnetfeld beschreiben (UF1),

die Funktionsweise von Elektromotoren als System mit dem Wirken und der zeitlichen Steuerung magnetischer Kräfte erklären. (UF1)

verschiedene Verkehrsmittel anhand ihrer Wirkungsgrade sowie ökologischer und ökonomischer Kriterien vergleichen und bewerten. (B1)

Die Wirkung der Schiffsschraube mit dem Wechselwirkungsgesetz erklären. Allgemeingültigkeit der Wechselwirkung beschreiben (Kräfte treten immer als Kräftepaar auf)

Vergleich Schiffsschraube – Düsenantrieb

Einsatz und Funktion von Verbrennungsmotoren und Elektromotoren. Verbrennungsmotor: nur Kolbenbewegung und Ventilfunktion beim Viertaktmotor

Elektromotor: Bedeutung des Polwenders

Energieumwandlungskette bei verschiedenen Antrieben. (z.B. Schiffe: Verbrennungsmotor → Generator → Elektromotor)

Vergleich von Fortbewegung mit Schiff, Flugzeug, Bahn, Auto und Fahrrad bzgl. u.a. Energiebedarf, Wirkungsgrad, Wirtschaftlichkeit, ökologische Aspekte, Verfügbarkeit, Geschwindigkeit