Physik, Technische Berufsmatura, Thomas Borer, HTW Chur, 2002/03

Inhalte / Lektionenzahlen

Was ist Physik?

4

Experiment-Modell-Theorie

1

Mass und Messen

3

  Masszahl, Masseinheit
SI-Einheitensystem
Messfehler

   

Dynamische Prozesse

16

Dynamische Prozesse

2

  Beispiel: Auslaufen eines Wassertankes
Mengenartige Grössen
Fliessen, Entstehen/Vergehen, Speichern
Prozess - Wortmodell - Mathematisches Modell
Dynamische Systeme

Systemdynamisches Modell

6

  Modellbildung auf DYNASYS
Bilanzgesetze, Materialgesetze
Simulation und Parameterstudien
Vergleich Simulation-Experiment
Beispiele

Prozesse und Energie

2

  Beispiel: Wasserfall
Freisetzen/Binden von Energie
Systemdiagramm
Prozessleistung
Freiwillige/unfreiwillige Prozesse
Energieumlader
Gravitationsprozessleistung
Wirkungsgrad

Energietransport und Energieträger

2

  Energieträgermodell
Energiestrom
Energiestrom = Niveau x Trägerstrom
Transportierte Energiemenge

Speicherung und Erhaltung der Energie

4

 

Energiespeicher
Beispiel: Stausee
Energieerhaltung
Energiebilanz

   

Hydraulik: Fluide und Energie

16

Hydraulische Systeme

1

Transport von Fluiden: Der Volumenstrom

3

  Volumenstrom
Transportiertes Volumen

Speichern von Flüssigkeiten

2

  Gespeichertes Volumen
Volumenänderung
Volumenänderungsrate

Bilanzgesetz

2

  Bilanzgesetz für Ströme
Bilanzgesetz für Mengen
 
Druck

2

  Druck in einer Flüssigkeit
Isotropie
Druck als "Kraft pro Fläche"
Schweredruck in einer Flüssigkeit
 
Energie und hydraulische Leistung

2

 

Energiestrom
Druck als Energiebeladungsmass
Transportierte Energiemenge

 
Hydraulische Widerstände

1

  Hydraulischer Widerstand
Laminare/turbulente Strömung
Hydraulische Prozessleistung
 
Systemdynamisches Modell

3

     

Elektrische Stromkreise

16

Elektrizität im Alltag

1

Elektrische Ladung

1

  Laden/Entladen von Körpern
Positive/negative Ladung
Ladungstrennung
Ladungstransport, Ladungsspeicherung
Ladungserhaltung

Ladungsströme

2

 

Ladungsstrom
Stromkreis
Transportierte Ladungsmenge
Knotensatz

 
Elektrisches Potential und Spannung

2

  Elektrisches Potential
Elektrische Spannung
Maschensatz
 
Widerstandselemente

2

  Kennlinien
Elektrischer Widerstand
Temperaturabhängigkeit des elektrischen Widerstandes
 
Elektrische Schaltungen

4

  Serieschaltung von Widerstandselementen
Parallelschaltung von Widerstandselementen
Messgeräte in elektrischen Schaltungen
Berechungen elektrischer Stromkreise
 
Energie und elektrische Leistung

4

  Elektrische Prozessleistung
Elektrisches Potential als Energiebeladungsmass
Energiestrom
Vergleich Hydraulik-Elektrizität
 
     

Mechanik: Impuls und Bewegung

32

Bewegung und Bewegungsmenge

2

  Schwung, Bewegungsmenge, Impuls
Impuls als Grundgrösse der Mechanik
Impuls als mengenartige Grösse
Impulsströme
Impulskreislauf

Impulsinhalt

2

  Zusammenhang Impuls-Masse-Geschwindigkeit
Impulsüberschuss, Impulsmangel
Flüssigkeitsbild des Impulses

Impulsströme und Kräfte

4

  Impulsstrom
Zusammenhang Impulsstromrichtung-Zug/Druck
Zusammenhang Impulsstrom-Kraft
Wechselwirkungsprinzip

Impulsbilanz

2

  Bilanzgesetz für Impulsströme
Grundgesetz der Mechanik
Reibungskräfte

Gravitation

2

  Gravitative Impulszufuhr
Gravitationskraft
Gravitation als Grund-Wechselwirkung der Natur
Gravitationsgesetz von Newton
Gewicht und Masse
Flüssigkeitsbild der Gravitation
Normalkraft

Impuls als Vektor

4

  Schiefer Wurf
Vektorcharakter des Impulses
Zerlegen von Kräften
Gleitreibung

Kinematik I

4

  Ort-Zeit-Diagramm
Mittlere/momentane Geschwindigkeit
Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm
Mittlere/momentane Beschleunigung
Beschleunigung-Zeit-Diagramm

Kinematik II

4

  Gleichmässig beschleunigte Bewegung
Ort-Zeit-Funktion
Geschwindigkeit-Zeit-Funktion
 
Energie

5

  Geschwindigkeit als Energiebeladungsmass
Mechanische Prozessleistung
Kinetische Energie
Potentielle Energie
Federenergie
Energieerhaltung
 
Systemdynamisches Modell

3

   

Dynamik der Wärme

10

Entropie und Temperatur

1

  Wärme, Wärmestoff, Entropie
Temperatur als Energiebeladungsmass
Vergleich Entropie-Temperatur
Wärmekraftmaschine
Temperatur als "Warmheit" eines Körpers

Temperatur

1

  Temperatur-Messmethoden
Temperatur-Skalen
 
Energie und Temperatur

4

  Zusammenhang Energie-Temperatur
Spezifische Energiekapazität
Energiebilanz bei Mischversuchen
 
Schmelzen und Verdampfen

4

  Spezifische Verdampfungsenergie
Spezifische Schmelzenergie
Energiebilanz bei Mischversuchen
 
   

Klausuren, Repetition, Unterrichtsausfälle

22

   

Total

116

1. Semester: 15 Wochen, 4 Lektionen/Woche

60

2. Semester: 14 Wochen, 4 Lektionen/Woche

56

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