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Stromkreise schalten: Wechselstrom

https://medienportal.siemens-stiftung.org/de/stromkreise-schalten-wechselstrom-115082

Lassen Sie die Lernenden mit einem Elektronik-Baukasten experimentieren! Sie können Schaltungen mit Batterien, Widerständen, idealen und nicht-ohmschen Glühbirnen, Sicherungen und Schaltern aufbauen. Zusätzlich können sie Schaltungen mit Wechselstromquellen, Widerständen, Kondensatoren und Induktoren erstellen. Die Lernenden führen Messungen mit einem realistischen Strom- und Spannungsmesser durch und stellen Strom sowie Spannung als Funktion der Zeit grafisch dar. Sie können den Stromkreis als schematisches Diagramm darstellen oder in eine realistische Ansicht wechseln. Lernziele: 1. Die grundlegenden elektrischen Zusammenhänge in Reihen- und Parallelschaltungen erklären. 2. Ein Amperemeter und ein Voltmeter verwenden, um Messungen in Stromkreisen durchzuführen. 3. Die Messungen und Beziehungen in Stromkreisen mit Argumenten erklären. 4. Stromkreise anhand von Schaltplänen konstruieren. 5. Bestimmen, ob gewöhnliche Gegenstände leitend oder isolierend sind. 6. Gleich- und Wechselstromkreise vergleichen und gegenüberstellen. 7. Das Verhalten von Kondensatoren und Induktivitäten in einem Stromkreis beschreiben. 8. Die Zeitkonstante RC experimentell bestimmen. 9. RLC-Schaltungen konstruieren und die Resonanzbedingungen bestimmen.
Stiftung Urheber/Produzent: Designentwicklung: Amy Rouinfar Softwareentwicklung: Sam

Dichte

https://medienportal.siemens-stiftung.org/de/dichte-115040

Warum schwimmen manche Objekte wie Holz auf dem Wasser und andere nicht? Interagieren Sie mit den Lernenden mit Blöcken aus verschiedenen Materialien, einschließlich einer benutzerdefinierten Option, um die Auswirkungen von Masse und Volumen auf die Dichte zu erforschen, und entdecken sie gemeinsam die Bedingungen für das Sinken oder Schwimmen im Wasser. Fordern Sie sie auf, als Detektivin und Detektiv das Material der einzelnen Blöcke zu bestimmen, indem sie deren Dichte mit den Werten in der Tabelle vergleichen. Lernziele: 1. Beschreiben, wie das Konzept der Dichte mit der Masse und dem Volumen eines Objekts zusammenhängt. 2. Erklären, wie Objekte mit ähnlicher Masse unterschiedliche Volumen und Objekte mit ähnlichem Volumen unterschiedliche Massen haben können. 3. Erklären, warum eine Änderung der Masse oder des Volumens eines Objekts seine Dichte nicht beeinflusst, und die Dichte als eine intensive Eigenschaft verstehen. 4. Das Volumen eines Objekts durch Beobachtung der Flüssigkeitsmenge, die es verdrängt, messen. 5. Ein unbekanntes Material identifizieren, indem seine Dichte berechnet und mit einer Tabelle bekannter Dichten verglichen wird.
Lancaster Softwareentwicklung: Jonathan Olson, Chris Malley (PixelZoom, Inc.), Sam

Fourier: Wellen erzeugen

https://medienportal.siemens-stiftung.org/de/fourier-wellen-erzeugen-115058

Lassen Sie die Lernenden Sinus- oder Kosinuswerte hinzufügen, um Wellen unterschiedlicher Formen zu erzeugen. Sie sollen entdecken, wie eine Änderung der Amplituden der verschiedenen Harmonischen den Klang verändert, den sie hören. Ermutigen Sie sie, das Wellenspiel zu spielen und Harmonische zu kombinieren, um sie an eine bestimmte Wellenform anzupassen. Zudem sollen sie Wellenpakete konstruieren und die Auswirkungen einer Änderung des Abstands zwischen den Fourier-Komponenten und der Breite des Wellenpakets untersuchen. Lernziele: 1. Qualitativ erklären, wie sich Sinus- und Kosinusfunktionen addieren, um beliebige periodische Funktionen zu erzeugen. 2. Erkennen, dass jede Fourier-Komponente einer Sinuswelle mit einer anderen Wellenlänge oder Periode korreliert. 3. Geräusche anhand von Sinuswellen beschreiben. 4. Wellen im Raum und Wellen in der Zeit vergleichen und kontrastieren. 5. Feststellen, dass Wellenlänge und Periode nicht bestimmten Punkten im Diagramm entsprechen, sondern die Länge/Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Tiefpunkten, Spitzen oder anderen entsprechenden Punkten angeben. 6. Die mathematische Notation einer Fourier-Reihe auf ihre grafische Darstellung beziehen und bestimmen, welcher Aspekt des Diagramms jedes Symbol der Gleichung beschreibt. 7. Erkennen, dass Wellenlänge (λ) und Periode (T) sowie Wellenzahl (k) und Winkelgeschwindigkeit (ω) analog, aber nicht gleich sind. 8. Eine Gleichung von der Summationsnotation in die erweiterte Notation übersetzen. 9. Erkennen, dass die Breite eines Wellenpakets im Positionsraum umgekehrt proportional zur Breite eines Wellenpakets im Fourier-Raum ist. 10. Erklären, wie das Heisenbergsche Unschärfeprinzip aus den Eigenschaften von Wellen resultiert. 11. Feststellen, dass der Abstand zwischen Fourier-Komponenten umgekehrt proportional zum Abstand zwischen Wellenpaketen ist und dass eine kontinuierliche Verteilung von Fourier-Komponenten zu einem einzelnen Wellenpaket führt.
Medienportal der Siemens Stiftung Urheber/Produzent: Designentwicklung: Amy Rouinfar, Sam

Fourier: Wellen erzeugen

https://medienportal.siemens-stiftung.org/portal/displayobjdetail.php?setlang=de&objid=115058

Lassen Sie die Lernenden Sinus- oder Kosinuswerte hinzufügen, um Wellen unterschiedlicher Formen zu erzeugen. Sie sollen entdecken, wie eine Änderung der Amplituden der verschiedenen Harmonischen den Klang verändert, den sie hören. Ermutigen Sie sie, das Wellenspiel zu spielen und Harmonische zu kombinieren, um sie an eine bestimmte Wellenform anzupassen. Zudem sollen sie Wellenpakete konstruieren und die Auswirkungen einer Änderung des Abstands zwischen den Fourier-Komponenten und der Breite des Wellenpakets untersuchen. Lernziele: 1. Qualitativ erklären, wie sich Sinus- und Kosinusfunktionen addieren, um beliebige periodische Funktionen zu erzeugen. 2. Erkennen, dass jede Fourier-Komponente einer Sinuswelle mit einer anderen Wellenlänge oder Periode korreliert. 3. Geräusche anhand von Sinuswellen beschreiben. 4. Wellen im Raum und Wellen in der Zeit vergleichen und kontrastieren. 5. Feststellen, dass Wellenlänge und Periode nicht bestimmten Punkten im Diagramm entsprechen, sondern die Länge/Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Tiefpunkten, Spitzen oder anderen entsprechenden Punkten angeben. 6. Die mathematische Notation einer Fourier-Reihe auf ihre grafische Darstellung beziehen und bestimmen, welcher Aspekt des Diagramms jedes Symbol der Gleichung beschreibt. 7. Erkennen, dass Wellenlänge (λ) und Periode (T) sowie Wellenzahl (k) und Winkelgeschwindigkeit (ω) analog, aber nicht gleich sind. 8. Eine Gleichung von der Summationsnotation in die erweiterte Notation übersetzen. 9. Erkennen, dass die Breite eines Wellenpakets im Positionsraum umgekehrt proportional zur Breite eines Wellenpakets im Fourier-Raum ist. 10. Erklären, wie das Heisenbergsche Unschärfeprinzip aus den Eigenschaften von Wellen resultiert. 11. Feststellen, dass der Abstand zwischen Fourier-Komponenten umgekehrt proportional zum Abstand zwischen Wellenpaketen ist und dass eine kontinuierliche Verteilung von Fourier-Komponenten zu einem einzelnen Wellenpaket führt.
Medienportal der Siemens Stiftung Urheber/Produzent: Designentwicklung: Amy Rouinfar, Sam