Gutachten der DPG zum Karlsruher Physikkurs (KPK) - Seite 3

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18067

ka · Anmeldungsdatum: 05.04.2013 Beiträge: 52

ka · Anmeldungsdatum: 05.04.2013 Beiträge: 52

spinator · Gast

Eins vorweg: Ich habe nicht das Ziel, den KPK zu verteidigen, dazu fühle ich mich nicht berufen.
Jedoch halte ich das DPG-Gutachten für infam, und zwar nicht nur das Gutachten selbst, sondern die ganze Vorgehensweise der DPG.

spinator · Gast

Alter Physiker · Anmeldungsdatum: 15.04.2013 Beiträge: 55

Alter Physiker · Anmeldungsdatum: 15.04.2013 Beiträge: 55

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18067

spinator · Gast

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18067

Korrekt müsste man für die Maxwellgleichungen im Vakuum von der magnetischen Flussdichte oder der magnetischen Induktion B sprechen. Sehr häufig verwendet man einfach den Begriff Magnetfeld.

Insbs. in der angelsächsischen Literatur spricht man zumeist einfach von magnetic field.

Dafür gilt

Alter Physiker · Anmeldungsdatum: 15.04.2013 Beiträge: 55

Schnappi · Gast

Leute, schmeißt alle eure Physiklehrbücher weg! Jetzt werden völlig neue Erkenntnisse zu Tage gefördert. Ich wittere schon den Nobelpreis. Big Laugh

(Hinweis: Diese Mitteilung kann Spuren von Ironie enthalten.)

Systemdynamiker · Anmeldungsdatum: 22.10.2008 Beiträge: 594 Wohnort: Flurlingen

Mit diesem Video ziehe ich mich aus der Diskussion mit der DPG zurück http://youtu.be/mvrG3JET-os.

ka · Anmeldungsdatum: 05.04.2013 Beiträge: 52

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

erkü · Anmeldungsdatum: 23.03.2008 Beiträge: 1414

spinator · Gast

Alter Physiker · Anmeldungsdatum: 15.04.2013 Beiträge: 55

spinator · Gast

Alter Physiker · Anmeldungsdatum: 15.04.2013 Beiträge: 55

spinator · Gast

Systemdynamiker · Anmeldungsdatum: 22.10.2008 Beiträge: 594 Wohnort: Flurlingen

Obwohl ich offiziell verlauten liess, dass ich keine Videos mehr zum Gutachten der DPG bezüglich des KPK produzieren werde, habe ich mich nicht daran gehalten. Aber dieses Gutachten ist dermassen falsch und hinterhältig, dass man dagegen ankämpfen muss. Ich habe mir dazu noch einmal ein Beispiel aus dem Gerthsen ausgesucht. Erst wenn man die ergänzenden Bemerkungen der DPG-Gutachter auf die von ihnen heraus gegebenen Lehrbücher anwenden, sieht man die volle Dramatik dieses Angriffs auf die wohl grösste Innovation in der Physikdidaktik

Link: http://www.youtube.com/watch?v=pitFJJHHrhI

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18067

Zur Info

http://www.pro-physik.de/view/siteimpressum.html

ka · Anmeldungsdatum: 05.04.2013 Beiträge: 52

Systemdynamiker · Anmeldungsdatum: 22.10.2008 Beiträge: 594 Wohnort: Flurlingen

Die Energie, so wie sie heute m Physikunterricht gebracht wird, erinnert ein wenig an Kannitverstan von Johann Peter Heber. Um einen Körper zu bewegen, in Rotation zu versetzen oder aufzuheizen, benötigt man Energie. Doch wieso "weiss" die Energie, dass der Körper einmal schneller werden, seine Drehzahl erhöhen oder heisser werden muss? Das liegt daran, dass in allen drei Fällen eine zweite Grösse zugeführt wird: Impuls, Drehimpuls oder Entropie. Denkt man sich den Körper allein im Weltraum, kann er seine Geschwindigkeit oder Winkelgeschwindigkeit nur erhöhen, indem er etwas weg schiesst. Einzig aufheizen kann er sich noch, weil sich die Entropie vor Ort erzeugen lässt.

Ich habe nun mit einer neuen Serie von Videos angefangen: Physik in Bildern. Bisher habe ich drei Teile produziert

Eis herstellen: http://www.youtube.com/watch?v=c9uxOv-8rRQ

Arbeitsweise einer Kühltruhe: http://www.youtube.com/watch?v=yqVEjDcT9bs

Heizen: http://www.youtube.com/watch?v=6xQHHvzZnOY

Damit hoffe ich, auf konstruktivem Weg zu zeigen, wie man die Physik an schulen reformieren könnte.

Klondijk457 · Gast

Also zwischen Impuls und Drehimpuls sehe ich keinen Unterschied. Zumindest nicht soweit, als dass daraus unterschiedliche "Energieformen" resultierten, wie beispielsweise bei potentieller und kinetischer Energie, bzw. der, die "in einem geladenen Kondensator steckt" oder einer gespannten Feder, um im klassischen Bereich zu bleiben.

Nach meiner Auffassung ist der Drehimpuls lediglich ein Spezialfall des ordinären Impulses, wie er auf Korpuskel wirkt.
Der Spezialfall besteht in der Tatsache, dass der Impuls nicht direkt auf den Schwerpunkt wirkt, was sich bei idealen Teilchen sowieso erübrigt, der Körper aber sonst als inkompressibel/zusammenhängend angesehen wird.
Das heißt, ein Körper muss nicht wissen wie er zu reagieren hat. Seine Bestandteile müssen lediglich jeweils mit den übrigen wechselwirken, also sozusagen von den anderen wissen. Und das ist bei einem zusammenhängenden Körper ohnehin gegeben. -Auch ohne KPK.

Die Begriffe der Entropie und Wärme sind mir zu heiß.. (..Ist doch selbstredend..)
Chemiker kennen sich damit, soweit ich weiß, recht gut aus. Mir fehlt da allerdings mangels Anwendung die Übung.
Notfalls wird per Ausschlussverfahren die Energie, die dem System "verloren geht" als Wärme veranschlagt - Stichwort (Heiz-)Widerstand.
Dabei stelle ich mir mikroskopisch eine ungeordnete Teilchenbewegung vor.
(Falls ich hier irgendwelche Begrifflichkeiten durcheinander werfe, möge man es mir nachsehen und mich bitte korregieren. Thermodynamik hat mich nie besonders interessiert (interessieren müssen), daher der Mangel an Übung)
Die Entropie ordne ich grob als Maß der Ordnung/Freiheitsgradnutzung ein, um den beliebten Fragen "Warum springt ein Kneteklumpen nicht spontan unter Abkühlung die Tischkante wieder hoch" oder "Warum setzt sich ein zerbrochenes Glas dabei nicht wieder zusammen" zumindest per Augenmaß Herr zu werden.
Ein eher (quantenmechanischer)/statistischer Zugang würde die Frage nach dem "ob" nicht gänzlich verneinen, aber man müsste eben sehr lange auf ein entsprechendes Ereignis warten, und evtl "nicht hinsehen"... wenn ich nicht ganz falsch liege...

Auch wenn ich mich vermutlich nicht umfassend genug mit den Inhalten befasst habe, sehe ich für rein mechanische Vorgänge keine Notwendigkeit des KPKs.
Erst recht nicht, wenn damit das stumpfe "Vokabeln lernen" das Nachdenken ablöste. Stumpf anwenden kann ein Computer eh besser.
Ein "Schema F" steht nach meiner Meinung dem Erlernen von Kreativität (soweit möglich) im Wege. Anders ausgedrückt: Das "sich etwas neues trauen" darf nicht behindert werden, -wie immer gilt gesundes Selbstbewusstsein nur in Maßen. Wenn damit nicht umgegangen werden kann, dann doch besser weniger als mehr davon; -besser für alle.

Aber wenn der KPK mich "thermodynamisch" erleuchten kann, dann bitte gerne. Ich möchte mir für eine grobe Abschätzung nicht etliche Seite hier und unzählige Videos ansehen. Darum wäre ich froh über eine kurze Erörterung der wesentlichen Unterschiede. Vielleicht eine kleine Gegenüberstellung inklusive jeweiliger Rechtfertigungen sofern nicht offensichtlich..

PS: @ TomS: Auch wenn's eventuell eine dumme Frage ist: Was hat es denn mit dem Impressum auf sich?

jh8979 · Moderator Anmeldungsdatum: 10.07.2012 Beiträge: 8582

Gogol · Gast

Ich habe Anfang der 80er in Baden-Württemberg Physik-LK gehabt, und soeben meinen Dorn-Bader Physik-Oberstufe M aus dem Regal gezogen:
Dort steht auf Seite 23 unten:

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Systemdynamiker · Anmeldungsdatum: 22.10.2008 Beiträge: 594 Wohnort: Flurlingen

Ein System kann auf drei Arten Impuls mit der Umgebung austauschen: konvektiv (Rakete, Strahltriebwerk), leitungsartig (Oberflächenkraft), feldartig (Gravitation, Elektromagnetismus). Wenn man die offenen Systeme und das elektromagnetische Feld einmal weglässt, verbleibt die klassische Mechanik. Auf einen Körper wirken Oberflächenkräfte und die Gewichtskraft (Volumenkraft) ein. Nun bestimmt die Summe über alle Kräfte die Beschleunigung des Schwerpunkts. Falls die Summe über alle Kräfte gleich Null ist, verharrt der Körper in seinem Bewegungszustand.

Angewendet auf den ruhenden Klotz auf der schiefen Ebene bedeutet dies, dass die Summe über alle Kräfte gleich Null sein muss. Nun wirkt auf den Klotz die Gewichtskraft und eine Oberflächenkraft von der schiefen Ebene her ein (wäre die schiefe Ebene nicht da, würde nur die Gewichtskraft wirken und der Körper würde frei fallen). Die Kraft von der schiefen Ebene kann in zwei Komponenten, die Normalkraft und die Haftreibungskraft, zerlegt werden. Das (zwangsweise hergestellte) Gleichgewicht besagt nun, dass die Normalkomponente der Gewichtskraft (Volumenkraft) gleich der Normalkraft (Oberflächenkraft) ist und dass die Tangentialkomponente der Gewichtskraft (Volumenkraft) gleich der Haftreibungskraft (Oberflächenkraft) ist.

Nimmt man nun eine Zeichnung aus einem deutschen Physiklehrbuch, das den ruhenden Klotz auf der schiefen Ebene darstellt, ist nicht erkennbar, dass die Summe der Kräfte gleich Null ist (1. Newtonsches Axiom). Zudem wird eine Komponente der Gewichtskraft mit Normalkraft bezeichnet, obwohl die Normalkraft Teil einer von der schiefen Ebene einwirkenden Kraft ist.

Worin besteht nun der Skandal? Man quält junge Leute mit einem Beispiel, das eigentlich niemand interessiert, zeichnet Kräfte ein, wie sie kein Baustatiker oder Maschinenbauer einzeichnen würde, benutzt eine erzwungene Gleichgewichtssituation für eine widersinnige Gleichsetzung der Komponenten einer Volumenkraft mit der einer Oberflächenkraft. Und keiner der Physiklehrer merkt, dass man damit das Lebenswerk Newtons pervertiert.

frustudent · Gast

Namenloser324 · Gast

Ehrlich gesagt kenne ich keine Universität an welcher Systemphysik gelehrt wird

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18067

Wozu auch.

Bereits die kurze Zusammenfassung zur Quantenmechanik (nur der letzte Absatz) enthält viele wesentliche Fehler; eine weitere Beschäftigung damit ist physikalischen Verständnis abträglich; warum soll ich mehr Zeit in mehr falsche Darstellungen investieren?

http://systemdesign.ch/index.php/Quantenphysik

DrStupid · Anmeldungsdatum: 07.10.2009 Beiträge: 5043

Klondijk457 · Gast

@jh8979: Auch wahr. War vielleicht nicht das beste Beispiel und auch keine gute Idee eine "besondere" Denkweise mit einer anderen (meiner) zu erklären...
Aber es sei noch am Rande erwähn, dass ich mir das wie bei einer "Mehrteilchensimulation" am PC vorstelle -> "Massen+Federn". Dann spielt nur eine kurze Krafteinwirkung eine Rolle und ersetzt damit beides, Impuls und Drehimpuls.

Ich bin immernoch offen für die thermodynamische Belehrung.

@Systemdynamiker:
So wie ich das auszugsweise aus ihren Videos verstanden habe, beziehen sie sich ausschließlich auf den "Gerthsen". Ich habe auf diese Lektüre verzichtet und mich mit dem "Tipler" zufrieden gegeben, daher kann ich die Qualität nicht bewerten. Aber ist es möglich, dass die Zeichnungen einfach anders gemeint sind, als von ihnen gedeutet? Ich könnte mir vorstellen, dass die offensichtlichen Kräfte zugunsten der Übersichtlichkeit, oder um die vorhandenen hervorzuheben, weggelassen wurden.
Ich finde "DrStupid"'s Meinung über fehlende ISO-Normen passt gut zu der von mir geäußerten Diskrepanz zwischen "Vokabeln lernen" und "Kreativität lernen". Zeichnungen alleine sollten nie ein Hindernis darstellen.

Systemdynamiker · Anmeldungsdatum: 22.10.2008 Beiträge: 594 Wohnort: Flurlingen

@frustudent: In vielen Ingenieurstudiengängen wird die Mechanik von den Ingenieuren aufgebaut. Die Physiker dürfen dann noch das machen, was die Ingenieure nicht können.

@Klondijk457: Eine Normalkraft tritt bei vielen Beispielen auf (z.B. als Führungskraft, wenn ein Klotz über eine zylinderförmiges Dach rutscht oder wenn ein Körper eine schiefe Ebene hinunter rutscht und dann einen Looping macht. In all diesen Beispielen besteht keinen direkten Zusammenhang mehr zwischen Normal- und Gewichtskraft. Aber die Grösse der Normalkraft legt die Gleitreibungskraft fest. Deshalb muss man wissen, was die Normalkraft ist und wie man sie berechnet. Wer jetzt darauf hinweist, dass in der Physik die Reibung immer weggelassen wird, der hat noch nicht begriffen, dass man heute all diese Probleme numerisch intergrieren kann.

Ein schönes Beispiel werde ich übermorgen im Unterricht besprechen: Ein Klotz (Masse 10 kg) ist über eine Schnur und eine Umlenkung (wie Atwoodsche Fallmaschine) mit einer Walze (Masse 10 kg) verbunden. Die Schnur sei masselos und die Umlenkung reibungsfrei. An einem Ende ist die Schnur mit dem Klotz fest verbunden, am andern Ende ist die Schnur um die Walze gewickelt. Wie bewegen sich die beiden Körper? Welche Beschleunigung erfahren sie und wie gross ist die Scnnurkraft?

frustudent · Gast

Gogol · Anmeldungsdatum: 08.05.2013 Beiträge: 1

Systemdynamiker · Anmeldungsdatum: 22.10.2008 Beiträge: 594 Wohnort: Flurlingen

Das zweite Newtonsche Axiom verlangt, dass man alle auf einen Körper einwirkende Kräfte zeichnet und dann die Vektorsumme bildet. Die Beschleunigung des Massenmittelpunkts ist dann gleich diese Vektorsumme geteilt durch die Masse.

Nach dem dritten Newtonschen Axiom besitzt jede Kraft einen Wechselwirkungspartner, der aber auf einen andern Körper einwirkt. So werden in der technischen Mechanik komplexe Systeme (z.B. Bagger, Hebebühne) in Teilsysteme zerlegt. Auf alle Teilsysteme sind dann nur die Kräfte einzuzeichnen, die auf dieses Teilsystem einwirken. Wenn man das nicht so machen würde, gäbe es schnell ein riesiges Durcheinander.

Obwohl es zu der auf den Klotz einwirkenden Normalkraft eine zweite gibt, die auf die Ebene einwirkt, darf die unter keinen Umständen zusammen mit dem Klotz gezeichnet werden, sonst gibt es bei mehreren System ein durcheinander.

Das Beispiel der schiefen Ebene aus dem Gerthsen habe ich nur genommen, um zu zeigen, wie unpräzis der Kraftbegriff in deutschsprachigen Physikbüchern verwendet wird. Ich bin mir ziemlich sicher, dass in den Lehrbüchern der technischen Mechanik die Kräfte korrekt eingezeichnet werden.

Mir geht es aber um die Innovation des Karlsruher Physikkurses. Wer diese Darstellung verstanden hat und neben die konventionelle setzt, versteht einfach die Mechanik besser. Ich habe dazu ein Beispiel ausgearbeitet, das ich am 31. Mai in Karlsruhe vorstellen werde http://youtu.be/q-FJrPnQ_-4 (das Video dauert 21 Minuten, man braucht etwas Zeit).

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18067