Physik Grundkurs
Q1 Fields - gravitational field, electric field and magnetic field
- 3.2.1 Gravitationsfeld, elektrisches und magnetisches Feld
Gravitational Field - Gravitationsfeld
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Gravitationsgesetz (
$F_G = G \cdot \frac{m_1 \cdot m_2}{r^2}$
) und Gravitationsfeld Feldlinienbilder -
gravitaional field strength Gravitationsfeldstärke
$g = \frac{F}{m}$
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Bewegung von Körpern im Gravitationsfeld, Radialkraft
$F_r = m \cdot \frac{v^2}{r}$
Electric Field - Elektrisches Feld
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Kräfte zwischen elektrisch geladenen Körpern, Feldlinienbilder
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elektrische Feldstärke
$E = \frac{F}{Q}$
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Superposition von Feldern (qualitativ)
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Spannung
$U = \frac{W_{el}}{Q}$
, Stromstärke$I = \frac{\Delta Q}{\Delta t}$
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Kapazität eines Kondensators
$C = \frac{Q}{U}$
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Feldstärke im Inneren eines Plattenkondensators
$E = \frac{U}{d}$
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Abhängigkeit der Kapazität eines Plattenkondensators von der Fläche, vom Plattenabstand und vom Dielektrikum
$C = \epsilon_0 \cdot \epsilon_r \cdot \frac{A}{d}$
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mathematische Beschreibung des zeitlichen Verlaufs der Stromstärke beim Auf- und Entladen von Kondensatoren
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Energie geladener Kondensatoren
$E_{el} = \frac{1}{2}C \cdot U^2$
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Anwendungen von Kondensatoren in der Technik
Magnetic Field - Magnetfeld
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Feldlinienbilder von Permanentmagneten, geradem Leiter und Spule
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magnetische Flussdichte
$B = \frac{F_L}{I \cdot l}$
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magnetische Flussdichte im Inneren einer langen Spule, Einfluss von Materie auf die Flussdichte
$B = \mu_0 \cdot \mu_r \frac{N \cdot I}{l}$
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LORENTZkraft
$F_L = Q \cdot \nu \cdot B$
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Gegenüberstellung der Feldeigenschaften von Gravitationsfeldern, elektrischen und magnetischen Feldern
Terminology
- Feld, Feldlinienmodell, Probekörper
- Gravitationskonstante
- homogenes Feld, Radialfeld, Dipolfeld
- elektrische Ladung
- elektrische Feldkonstante
- Dielektrizitätszahl
- Halbwertszeit
- magnetische Feldkonstante
- Permeabilitätszahl
Possible Experiments
- Veranschaulichung von Feldeigenschaften mithilfe von Computersimulationen und Modellexperimenten
- Erfassen des zeitlichen Verlaufs der Stromstärke beim Auf- und Entladen eines Kondensators auch mithilfe von Sensoren
- Messung von Flussdichten, z. B. von Elektromagneten, des Erdmagnetfelds mithilfe von Sensoren, gegebenenfalls mit dem Smartphone
- Kraft auf stromdurchflossene Leiter im Magnetfeld
Basic Concepts
Erhaltung und Gleichgewicht
- Erklärung der Kreisbahnen von Satelliten mithilfe eines Kraftansatzes Superposition und Komponenten
- Beschreibung der Überlagerung von Feldern zweier Punktladungen anhand von Zeichnungen Mathematisieren und Vorhersagen
- Berechnung von Umlaufzeit und Kreisbahngeschwindigkeit bzw. Bahnradius von Satelliten
- Auswertung von Daten mithilfe digitaler Werkzeuge
Q2
- 3.2.2 Bewegung von geladenen Teilchen in Feldern Leifi
- 3.2.3 Elektromagnetische Induktion Leifi
- 3.2.4 Schwingungen Leifi