Kompetenzerwartungen
Die Schülerinnen und Schüler ...
- beschreiben Vorgänge in Natur und Technik, die die Art, Funktionsweise und Verwendung von Kraftwandlern beinhalten, begründen diese unter Verwendung der Fachsprache physikalisch und treffen qualitative Aussagen.
- grenzen die abgeleiteten Größen Arbeit, Leistung und Energie voneinander und von deren Verwendung in der Alltagssprache ab und beschreiben damit mechanische Vorgänge. Aufgaben aus ihrem Erlebnisbereich (Natur und Technik) lösen sie mithilfe einfacher Berechnungen unter Berücksichtigung von Einheiten und sinnvoller Genauigkeitsangaben.
- planen unter Anleitung ein Experiment zur Leistungsbestimmung, führen dieses durch und werten es anschließend aus. In einer Fehlerbetrachtung bewerten sie angeleitet die Qualität ihres Versuchsergebnisses und formulieren Vorschläge zur Verbesserung der Versuchsdurchführung.
- unterscheiden die Übertragungsgröße Arbeit von der Speichergröße Energie, wenden ihre Kenntnisse über Energieerhaltung bei Energieumwandlungen an und bewerten die Qualität von Energieumwandlungen mithilfe des Wirkungsgrads.
- beschreiben den Druck als Zustandsgröße von eingeschlossenen Flüssigkeiten und Gasen und interpretieren den Druck mithilfe des Teilchenmodells. Sie nutzen dieses Wissen, um hydraulische und pneumatische Anwendungen zu beschreiben und Berechnungen zum Druck sicher durchzuführen.
- begründen den Schweredruck in Flüssigkeiten (mit freier Oberfläche) und den Luftdruck in altersgemäßer Fachsprache und nutzen dieses Wissen zum Bewerten von Risiken und Sicherheitsmaßnahmen, z. B. beim Tauchen und Bergsteigen.
Inhalte zu den Kompetenzen:
- unterschiedliche Kraftwandler: schiefe Ebene und entweder Flaschenzug oder Hebel
- Arbeit und Leistung als abgeleitete Größen
- Arbeit als Übertragungsgröße, Energie als Speichergröße
- Überblick über verschiedene Energieformen: potenzielle Energie, kinetische Energie, propädeutisch: innere, elektrische und chemische Energie
- Energieumwandlungen, Prinzip der Energieerhaltung
- Wirkungsgrad
- Druck in eingeschlossenen Flüssigkeiten und Gasen, Druckmessung
- Schweredruck in Flüssigkeiten (mit freier Oberfläche), Luftdruck