In dem Kurs können die Schüler theoretische Kenntnisse aus dem Physikunterricht praktisch anwenden und vertiefen, indem sie verschiedene Motormodelle bauen und die Prinzipien erneuerbarer Energien erforschen.
Schwerpunkt: Motormodelle
Ein zentraler Bestandteil des Kurses ist das Verständnis und der Bau von Motormodellen. Die Schülerinnen und Schüler lernen die Grundlagen verschiedener Motortypen kennen, darunter:
- Elektromotoren: Hierbei wird das Prinzip der elektromagnetischen Induktion erklärt. Die Lernenden bauen einfache Elektromotoren und untersuchen deren Funktionsweise.
- Verbrennungsmotoren: Obwohl in der Praxis weniger relevant für die Zukunft der Energieversorgung, bieten Verbrennungsmotoren ein gutes Verständnis mechanischer Energieumwandlungsprozesse.
- Stirlingmotoren: Diese Motoren, die durch Temperaturdifferenzen angetrieben werden, dienen als Einführung in thermodynamische Prinzipien.
Durch den Bau und das Testen dieser Modelle entwickeln die Schülerinnen und Schüler ein tiefgehendes Verständnis für die Mechanik und die physikalischen Prinzipien hinter den Motoren. Sie lernen, wie Energie in mechanische Bewegung umgewandelt wird und welche Faktoren die Effizienz eines Motors beeinflussen.
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- Dreizylindermotor
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- Vierzylindermotor
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- Sechszylindermotor
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- Achtzylindermotor
Schwerpunkt: Erneuerbare Energien
Ein weiterer wichtiger Teil des Kurses ist die Auseinandersetzung mit dem physikalischen Begriff Energie, insbesondere der erneuerbaren Energien. Hierbei liegt der Fokus auf den verschiedenen Technologien und deren physikalischen Grundlagen:
- Solarenergie: Die Lernenden experimentieren mit Solarzellen und -kollektoren, um die Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie zu verstehen. Sie bauen einfache Solarautos oder -boote und analysieren deren Leistung unter verschiedenen Bedingungen.
- Windenergie: Modelle von Windrädern werden gebaut und getestet. Die Schülerinnen und Schüler lernen, wie Windkraftanlagen Energie aus der Bewegung der Luftmassen gewinnen und in elektrische Energie umwandeln können.
- Wasserkraft: Durch den Bau kleiner Wasserkraftmodelle wird den Schülerinnen und Schülern das Prinzip der Energiegewinnung aus Wasserströmungen nähergebracht. Hierbei werden unterschiedliche Designs und deren Effizienz untersucht.
Die praktische Arbeit wird durch theoretische Unterrichtseinheiten ergänzt, in denen die Schülerinnen und Schüler die physikalischen Grundlagen der verschiedenen erneuerbaren Energien erlernen und diskutieren. Dies umfasst Themen wie Energieumwandlung, Wirkungsgrade und die Umweltfreundlichkeit der verschiedenen Technologien.
Durch den Wahlpflichtkurs Physik Technik am Gymnasium St. Xaver erwerben die Schülerinnen und Schüler nicht nur wertvolle technische Fähigkeiten, sondern auch ein Bewusstsein für die Bedeutung nachhaltiger Energiequellen. Der Kurs bereitet sie darauf vor, in Zukunft eine aktive Rolle im Bereich der erneuerbaren Energien und der technischen Innovation zu übernehmen.
Insgesamt bietet der Wahlpflichtkurs eine fundierte und praxisorientierte Ausbildung, die den Schülerinnen und Schülern sowohl in ihrem weiteren schulischen Werdegang als auch im späteren Berufsleben zugutekommen wird. Das Gymnasium St. Xaver leistet damit einen wichtigen Beitrag zur Förderung der nächsten Generation von Ingenieuren und Wissenschaftlern.