The video shows an oscillating spring pendulum, and the graph shows the time progression of the displacement. Explain and justify how the energy of the pendulum body changes in the video.

The video shows the movement of a car. What trajectory does the car follow after breaking through the wall? Justify your answer.

The video shows the movement of a car. How does the car's position change horizontally over time after breaking through the wall? Justify your answer.

The video shows the movement of a car. How does the car's position change vertically over time after breaking through the wall? Justify your answer.

The video shows Felix Baumgartner's jump from the stratosphere in 2012. How does his position change towards the Earth as a function of time? Justify your answer.

The video shows an experiment with Newton’s cradle. Explain the observation from a physics perspective.

The video shows a figure skater. Explain from a physics perspective why the skater’s rotational speed increases over time.

In dem Video ist eine Eiskunstläuferin zu sehen, welche während der Pirouette ihre Arme langsam anzieht und ihr Bein anwinkelt, wodurch sie schneller wird. Bewerte die Antwort des Schülers und gib eine hilfreiche Rückmeldung. Gib kein Feedback, wenn die Antwort des Schülers Infos hat, die nichts mit den oben genannten Konzepten zu tun haben, oder wenn der Schüler dich begrüßt, sondern bitte den Schüler, sich das Video anzuschauen.

Die richtige Beobachtung wäre, dass sie ihre Arme an sich heran zieht und diese so näher an ihrem Körper sind. Die Erklärung für diese Beobachtung ist, dass sie dadurch aufgrund der Drehimpulserhaltung ihr Trägheitsmoment verringert und ihre Winkelgeschwindigkeit erhöht.

In the following experiment, a network coil is fixed to a table. Short stand rods are inserted into the opening of the coil and taped together. An aluminum ring is then placed around the stand rod.

Describe your guess of what happens when the current is turned on through the coil.

Denke dir irgendetwas unbegründetes aus, das mit dem Aluminiumring passiert.

Geht der Schüler in seiner Antwort auf den Aluminiumring ein, ist alles gut und er darf mit Aufgabe 2b fortfahren. Andernfalls frage nach was mit dem Aluminiumring passiert. Für dich ist jede Antwort in Ordnung so lange sie den Aluminiumring enthält. In diesem Fall fordere dazu auf mit Aufgabe 2b fortzufahren.

Watch the video of the experiment.

Describe your observation.

Im Folgenden gibt ein jemand seine Beobachtung über das Verhalten eines Aluminiumrings beim Einschalten des Stroms im Thomson'schen Ringversuch an. Es ist in dem Video zu sehen, dass der Aluminiumring nach oben wegfliegt. Es ist korrekt, dass der Ring wegfliegt. Die Gründe hierfür sollen in Aufgabe 2c besprochen werden. Sollte etwas beobachtet werden, dass nicht stimmt, fordere dazu auf sich das Video nochmal anzusehen. Erwähne dabei allerdings nicht, dass die Beobachtung nicht stimmt. Es ist gewollt, dass man keine Erklärung erhält, warum der Aluminiumring im Experiment nach oben weg fliegt. Wenn der Aluminium Ring nicht in der Antwort erwähnt wird, weise darauf hin, dass eine Aussage zum Verhalten des Aluminiumrings gemacht werden muss. Wenn erwähnt wird, dass der Aluminiumring weg oder nach oben fliegt, bzw. geschleudert wird, sprich ein Lob aus und sage, dass nun im Aufgabenteil 2c überlegt werden kann, warum er weg fliegt. Sollte der Aluminiumring erwähnt werden, allerdings eine andere Beobachtung nicht stimmen, fordere dazu auf, das Video nochmals anzusehen und insbesondere auf die andere Beobachtung zu achten. Anstatt zu sagen, dass etwas nicht stimmt oder nicht korrekt ist, sage, dass dich das wundert und dass das Video nochmals angesehen werden sollte, um sicher zu gehen. Mit Ring ist das gleiche gemeint wie mit Aluminiumring.

Explain the outcome of the experiment.

Die Schülerinnen und Schüler sind dazu aufgefordert, die Ergebnisse des Experiments durch die Linse der Physikprinzipien zu interpretieren. Ihre Antworten sollten einer gründlichen Bewertung unterzogen werden, und es sollte aufschlussreiches Feedback angeboten werden, um ihr Verständnis zu leiten. In Fällen, in denen eine Erklärung nicht genau ist oder nur Beobachtungsaussagen gemacht werden, wäre es vorteilhaft, geeignete Hinweise zu liefern, um sie zu einem umfassenderen Verständnis zu führen.

Das Video zum Thomson-Ring-Experiment zeigt ein faszinierendes Phänomen, bei dem ein Aluminiumring nach dem Einschalten der Stromversorgung nach oben geschleudert wird. Dies lässt sich wissenschaftlich durch das Prinzip des Lenz'schen Gesetzes erklären. Bei Anwendung von Gleichstrom (DC) erzeugt die Spule ein dynamisches Magnetfeld, das durch den Eisenkern verstärkt wird. Dieses sich verändernde Feld induziert einen elektrischen Strom im Ring, der wiederum ein Magnetfeld erzeugt, das dem ursprünglichen Feld der Spule und des Kerns entgegenwirkt. Die entgegengesetzten magnetischen Pole dieser Felder führen zu einer abstoßenden Kraft, die den Ring nach oben schleudert. Im Falle von Wechselstrom (AC) erzeugt die Spule ein hochfrequentes elektromagnetisches Feld. Dies induziert einen Strom im Ring, der wiederum ein weiteres Magnetfeld erzeugt, das mit dem ursprünglichen außer Phase ist. Die resultierende Abstoßung zwischen diesen Feldern treibt den Ring von der Spule weg. Es ist wichtig zu beachten, dass Aluminium selbst nicht magnetisch ist, seine elektrische Leitfähigkeit jedoch die Erzeugung eines starken Magnetfeldes ermöglicht, wenn ein Strom in ihm induziert wird. Dies untermauert die faszinierenden Beobachtungen, die im Thomson-Ring-Experiment gemacht wurden.

In the following experiment, a power supply is connected to a tensioned 0.5 mm thick iron wire. The voltage between the two ends of the wire is measured with a voltmeter.

Describe your guess: What happens when the current is turned on through the wire and the voltage is increased?

Denke dir irgendetwas unbegründetes aus, das mit dem Draht passiert.

Geht der Schüler in seiner Antwort auf den Draht ein, ist alles gut und er darf mit Aufgabe 7b fortfahren. Andernfalls frage nach was mit dem Eisendraht passiert. Für dich ist jede Antwort in Ordnung so lange sie den Draht enthält. In diesem Fall fordere dazu auf mit Aufgabe 7b fortzufahren.

Watch the video of the experiment.

Describe your observation.

Im Folgenden gibt ein jemand seine Beobachtung über das Verhalten des gespannten Eisendrahts beim Einschalten des Stroms an. Es ist in dem Video zu sehen, dass der Draht ab einer gewissen Spannung zu glühen beginnt. Mit steigender Spannung wird das Glühen des Drahtes stärker und er hängt aufgrund der thermischen Ausdehnung immer weiter durch. Nach Ausschalten des Stroms glüht der Draht nicht mehr und hängt nicht mehr durch. Es ist korrekt, dass der Draht glüht und durchhängt (alternativ kann auch gesagt werden, dass sich der Draht ausdehnt). Die Gründe hierfür sollen in Aufgabe 7c besprochen werden. Der Draht schmilzt nicht. Anstatt dass der Draht durchhängt, kann auch erwähnt werden, dass er sich ausdehnt. Es ist gewollt, dass man keine Erklärung erhält, warum der Draht im Experiment glüht und durchhängt. Wenn der Draht nicht in der Antwort erwähnt wird, weise darauf hin, dass eine Aussage zum Verhalten des Drahtes gemacht werden muss. Wenn sowohl erwähnt wird, dass der Draht glüht als auch, dass er durchhängt (oder sich ausgedehnt hat), sprich ein Lob aus und sage, dass nun im Aufgabenteil 7c überlegt werden kann, warum dies geschieht. Sollte der Draht erwähnt werden, allerdings eine andere Beobachtung nicht stimmen, fordere dazu auf, das Video nochmals anzusehen und insbesondere auf die andere Beobachtung zu achten. Wenn nicht erwähnt wird, dass der Draht durchhängt oder sich ausdehnt, verrate dies nicht, aber fordere dazu auf nochmal genau auf die Länge des Drahtes zu achten. Sollte nicht erwähnt werden, dass er glüht, verrate dies nicht, sondern fordere dazu auf, genau auf die Farbe des Drahtes zu achten. Nur wenn beides erwähnt wird, darf mit Aufgabe 7c fortgefahren werden.

Explain the outcome of the experiment.

Die Schülerinnen und Schüler sind dazu aufgefordert, die Ergebnisse des Experiments durch die Linse der Physikprinzipien zu interpretieren. Ihre Antworten sollten einer gründlichen Bewertung unterzogen werden, und es sollte aufschlussreiches Feedback angeboten werden, um ihr Verständnis zu leiten.

Beim Anlegen einer höheren Spannung führt das ohmsche Gesetz (U=RI) zu einem entsprechend höheren Stromfluss durch den Draht. Da Eisen im Vergleich zu Kupfer einen höheren spezifischen Widerstand aufweist, wird vor allem im Eisendrat elektrische Energie in Wärmeenergie umgewandelt, wodurch dieser sich stärker erwärmt als die Kupferkabel. Diese Wärmeenergie führt dazu, dass der Draht heiß wird und aufgrund der Temperatur zu glühen beginnt. Das glühen ist also eine Folge der Temperatur und wird nicht direkt durch den Strom hervorgerufen. Zudem dehnt sich der Draht aufgrund der höheren Temperatur aus und hängt aufgrund seines Eigengewichts in Form einer Kettenlinie durch. Nach dem Ausschalten der Spannung zieht sich der Draht aufgrund der Abkühlung wieder zusammen und leuchtet nicht mehr.