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Was ist Physik?

Physik ist die Naturwissenschaft, die nach den grundlegenden Regeln der unbelebten Natur sucht: Warum fällt ein Apfel nach unten? Wieso leuchtet eine Glühlampe? Wie entsteht ein Regenbogen? Physiker beobachten, messen und beschreiben solche Vorgänge mit Gesetzen, die sich oft als Formel schreiben lassen.

Die Teilgebiete der Physik

In der Schule wird die Physik in Bereiche aufgeteilt, die jeweils eine Art von Vorgängen beschreiben:

TeilgebietWorum geht es?Beispiel aus dem Alltag
MechanikBewegungen und KräfteBremsweg beim Fahrrad, Hebel beim Flaschenöffner
EnergieEnergieformen und ihre UmwandlungAchterbahn, Wasserkraftwerk
WärmelehreTemperatur, Wärme, AggregatzuständeThermoskanne, Wasserkocher
ElektrizitätslehreStrom, Spannung, MagnetismusTaschenlampe, Elektromotor
OptikLicht und SehenSpiegel, Brille, Regenbogen
Akustik und WellenSchwingungen, Schall, WellenGitarrensaite, Echo, Handyfunk
Atom- und KernphysikAufbau der Materie, RadioaktivitätRöntgenbild, Altersbestimmung

Wie Physiker arbeiten

Physik ist eine experimentelle Wissenschaft: Eine Aussage gilt erst dann, wenn sie sich im Versuch bestätigen lässt – und zwar immer wieder, von jedem, der den Versuch sorgfältig nachmacht.

  1. 1. Beobachten und fragen Ein Pendel schwingt mal schneller, mal langsamer. Wovon hängt das ab?
  2. 2. Vermutung aufstellen „Je länger der Faden, desto langsamer schwingt das Pendel.“
  3. 3. Versuch planen Nur die Fadenlänge verändern, Masse und Auslenkung gleich lassen.
  4. 4. Messen Zeit für zehn Schwingungen stoppen, mehrmals wiederholen.
  5. 5. Auswerten Messwerte in eine Tabelle und ein Diagramm übertragen, Zusammenhang erkennen.
  6. 6. Gesetz formulieren Den Zusammenhang in Worten oder als Formel ausdrücken – und prüfen, ob er auch bei neuen Messungen stimmt.

Tipp: Immer nur eine Größe verändern

Wenn Du gleichzeitig Fadenlänge und Masse änderst, weißt Du hinterher nicht, was den Unterschied gemacht hat. Ein guter Versuch verändert genau eine Größe und hält alle anderen fest.

Das Versuchsprotokoll

Ein Protokoll hält fest, was Du gemacht und herausgefunden hast – so genau, dass jemand anderes den Versuch nachmachen könnte:

  • Überschrift, Datum, Name
  • Fragestellung und Vermutung – was soll herausgefunden werden, was erwartest Du?
  • Material und Aufbau – mit beschrifteter Skizze bzw. Schaltplan.
  • Durchführung – die Schritte in der richtigen Reihenfolge.
  • Messwerte – als Tabelle, immer mit Einheiten im Tabellenkopf.
  • Auswertung – Diagramm, Rechnung, Ergebnis, und ob die Vermutung stimmt.
  • Fehlerbetrachtung – was könnte die Messung verfälscht haben?

Typischer Fehler

Messwerte ohne Einheit. „Die Zeit war 12“ sagt nichts – 12 Sekunden oder 12 Minuten? In der Physik gehört zu jeder Zahl, die eine Größe beschreibt, die Einheit. Mehr dazu unter Größen und Einheiten.

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