Mechanik der Flüssigkeiten und Gase

Klasse 8

Die Schüler gewinnen Kenntnisse über die Zustandsgröße Druck am Beispiel des Druckes von Gasen in abgeschlossenen Gefäßen und übertragen diese auf den Druck in Flüssigkeiten und festen Körpern. Dabei lernen die Schüler mechanische Zustände und Vorgänge mit Hilfe von Modellen (Teilchenmodell, Stromlinienmodell) zu deuten. Sie üben sich, beobachtete physikalische Erscheinungen mit Gesetzen zu erklären bzw. zu erwartende Wirkungen vorauszusagen. Dabei bemühen sie sich um eine exakte sprachliche Formulierung. Die Schüler gewinnen die Einsicht, dass in der Praxis häufig zur beobachteten Wirkung mehrere Drücke bzw. Kräfte beitragen.
Sie erschließen sich komplexe Erscheinungen der Natur und Technik durch Denkweisen wie Vereinfachen und Idealisieren,
Den Schülern wird bewusst, dass die Gesetze der Mechanik der Flüssigkeiten und Gase auch für andere Wissenschaften wie Biologie, Meterologie und Chemie von Bedeutung sind.

Inhalt

Hinweis

Links

Druck der Gase in geschlossenen Gefäßen

    Druck, Druckkraft
    Druck und Bewegung der Teilchen

Druck als innerer Zustand der Körper

Allseitigkeit der Druckausbreitung
Einheiten: Pascal, Bar
Resultierende Kraft bei Druckdifferenzen
Druckausgleich

Experimente

Z: Gesetz von Boyle-Mariotte

Druckgasflasche, Druck in Fahrzeugreifen
Einfluß der Temperatur

 

Druck der Flüssigkeiten in geschlossenen Gefäßen

    Kolbendruck
    Z:

Allseitigkeit der Druckausbreitung
Nichtkompressibilität von Flüssigkeiten
Deuten mit dem Teilchenmodell
Hydraulische Presse, Hebebühne, Bremsanlage

Experimente

Auflagedruck

    Z:

Vergleich von Drücken

Skilaufen, Kettenfahrzeuge, Schneidwerkzeuge

 

Schweredruck in Flüssigkeiten

    (Je-desto-Aussage)

Unabhängigkeit von der Gefäßform
SE Schweredruck
Schweredruck in Technik und Sport
Profil von Staumauern
Form und Festigkeit von Taucheinrichtungen
Verbundene Gefäße in Natur, Haushalt und Technik

Experimente

Schweredruck in Gasen

    Luftdruck und seine Wirkungen


    Würdigung O. von Guerickes

Barometer

Historische Experimente
Vakuumverpackung, Einwecken im Haushalt
Hoch- und Tiefdruckgebiete
Entstehen von Luftströmungen in der Atmosphäre

Experimente

Z Abhängigkeit des Luftdrucks von der Höhe

 

 

Auftrieb in Flüssigkeiten und Gasen

    Auftriebskraft, Abhängigkeiten (Je-desto-Aussage)
    SE Auftrieb

Ursachen des Auftriebs

Heimatkunde/Sachunterricht, Klasse 1,
Lernbereich 5, unbelebte Natur

Experimente

Gesetz des Archimedes

    Schwimmen, Schweben,Sinken, Steigen

Schiffe, Tauchboote, Fische, Luftballons,
Bergung gesunkener Schiffe
SE Schwimmen, Schweben, Steigen, Sinken

Experimente

Stömende Flüssigkeiten und Gase

    Stromlinien
    Stromlinienbilder als Modell der Strömung
    Strömungswiderstand
    Zusammenhang zwischen statischem Druck und
    Strömungsgeschwindigkeit (Je-desto-Aussage)
    Dynamischer Auftrieb in strömenden
    Flüssigkeiten und Gasen
    Auftrieb am Tragflügel

Stromlinienform von Fahrzeugen

Bunsenbrenner, Zerstäuber

Entwicklung des Flugwesens
Projekt Fliegen