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Physiklabor

Physiklabor

Erleben Sie physikalische Gesetze in Echtzeit. Manipulieren Sie Schwerkraft, Geschwindigkeit und Kraefte mit interaktiven Simulationen auf Basis der RK4-numerischen Integration.

  • Mechanik 6
  • Wellen 1
  • Elektrizität & Magnetismus 1
  • Thermodynamik 1

Was steckt im Physiklabor – und was ist daran anders?

Neun interaktive Simulatoren, die alle die echten Gleichungen lösen, statt eine Vermutung zu animieren: freier Fall, schiefer Wurf, Feder-Masse-Schwingung, Gravitation und Umlaufbahnen, das Pendel, Stöße, Überlagerung von Wellen, Gleichstromkreise und ein ideales Gas. Jeder Simulator lässt zwei oder drei Objekte gleichzeitig laufen – du änderst eine einzige Größe und siehst den Unterschied, statt ihn dir vorstellen zu müssen.

Und jeder endet mit etwas, das kein anderes Physiklabor bietet: einem Bereich, der die Zahlen auf dem Bildschirm auf die Einheiten zurückführt, in denen sie gemessen werden, und weiter auf die Konstanten, die diese Einheiten festlegen. Die Schwingungsdauer des Pendels führt zu g und zur Sekunde, das Wellenlabor zum Hertz und zum Meter, das Gaslabor zu Pascal, Liter, Kelvin und Mol – und zu R = N_A·k_B, das seit 2019 eine Definition ist und kein Messwert mehr.

Mechanik

Freier-Fall-Simulator

Simulieren Sie freien Fall mit Luftwiderstand. Passen Sie Masse, Hoehe und Form an, um zu sehen, wie Objekte fallen. Echtzeit-RK4-Physiksimulation mit Grafiken.

Führt zu — Höhe, Masse und Geschwindigkeit → Normfallbeschleunigung g₀

Wurfbewegung-Simulator

Simulieren Sie Wurfbewegung mit Luftwiderstand. Passen Sie Geschwindigkeit, Winkel, Masse und Form an. Vergleichen Sie Flugbahnen mit und ohne Widerstand. Echtzeit-RK4-Physik.

Führt zu — Geschwindigkeit, Winkel und Wurfweite → Normfallbeschleunigung g₀

Feder-Masse-Simulator

Simulieren Sie gedaempfte harmonische Schwingung. Passen Sie Masse, Federkonstante und Daempfung an, um unterdaempfte, kritisch gedaempfte und ueberdaempfte Bewegung zu beobachten. Echtzeit-RK4-Physik.

Führt zu — Newton pro Meter und Hertz

Gravitation & Umlaufbahnen

Wirf Planeten, schick eine Sonde per Swing-by an Jupiter vorbei und zerreiße Sternscheiben: echte Bahnen nach Newtons Gravitationsgesetz.

Führt zu — Astronomische Einheit, Sonnenmassen und Jahre → G, die am ungenauesten bekannte Konstante

Pendel-Simulator

Lass mehrere Pendel gleichzeitig schwingen und entdecke, was ihren Rhythmus wirklich bestimmt: Länge, Schwerkraft und wie weit du sie auslenkst.

Führt zu — Länge und Schwingungsdauer → g und die Sekunde

Stoß- & Impulssimulator

Lass Scheiben zusammenprallen und entdecke das Gesetz, das nie bricht: Der Gesamtimpuls bleibt bei jedem Stoß erhalten, ob elastisch oder nicht.

Führt zu — Joule und Impuls – die Größe ohne eigenen Einheitennamen

Über das Physiklabor

Das Physiklabor ist eine Sammlung interaktiver Simulatoren, mit denen du echte Physik im Browser erprobst. Statt über freien Fall, Schwingung oder Wurfbewegung zu lesen, legst du die Bedingungen fest, drückst Start und siehst, wie sich eine genaue, physikbasierte Bewegung entfaltet. Jeder Simulator lässt mehrere Objekte zugleich laufen, sodass du vergleichen kannst, wie Masse, Winkel, Schwerkraft oder Federsteifigkeit das Ergebnis verändern. Es ist eine praktische Art, Intuition für die Gleichungen hinter der Bewegung aufzubauen, ideal für Schüler, Lehrkräfte und alle, die wissen wollen, wie sich die physische Welt verhält.

So wird es genutzt

  1. 1 Wähle einen Simulator: freier Fall, Feder-Masse-Schwingung oder Wurfbewegung.
  2. 2 Passe Parameter wie Höhe, Winkel, Masse, Schwerkraft oder Federkonstante an.
  3. 3 Drücke Start, um die Simulation mit Echtzeitphysik laufen zu sehen.
  4. 4 Lass mehrere Objekte nebeneinander laufen, um zu vergleichen, wie die Variablen die Bewegung beeinflussen.

Die Wissenschaft dahinter

Jeder Simulator löst die tatsächlichen Bewegungsgleichungen, statt die Animation vorzutäuschen. Freier Fall und Wurfbewegung folgen Newtons Gesetzen unter konstanter Schwerkraft, während das Feder-Masse-System dem Hookeschen Gesetz gehorcht und eine einfache harmonische Schwingung erzeugt. Die Simulationen schreiten in winzigen Zeitschritten per numerischer Integration voran, sodass Bahnen, Geschwindigkeiten und Schwingungsdauern dem entsprechen, was du in einem echten Versuch messen würdest. Da die Physik echt ist, kannst du Lehrbuchformeln wie die Wurfparabel oder die Schwingungsdauer einer Feder überprüfen, indem du sie ablaufen siehst.

Verwandte Werkzeuge

Verbinde die Simulatoren mit den Physikformeln, um die Gleichungen hinter jeder Bewegung zu sehen, und nutze den Einheitenrechner, um zwischen Einheiten wie Meter pro Sekunde und Kilometer pro Stunde zu wechseln. Die Dimensionskarte zeigt außerdem, wie die Größen dieser Simulationen aus Basiseinheiten aufgebaut sind.

Häufige Fragen

Welche Simulatoren gibt es?

Es gibt Simulatoren für freien Fall, Feder-Masse-Schwingung und Wurfbewegung, jeweils mit einstellbaren Parametern.

Ist die Physik realistisch?

Ja. Die Simulatoren lösen die echten Bewegungsgleichungen per numerischer Integration, sodass das Verhalten echten Versuchen entspricht.

Kann ich mehrere Objekte vergleichen?

Ja. Jeder Simulator kann mehrere Objekte zugleich laufen lassen, was es leicht macht zu sehen, wie das Ändern einer Variablen das Ergebnis verändert.

Ist das zum Physiklernen nützlich?

Sehr. Gleichungen lebendig zu sehen baut Intuition auf und hilft, Formeln mit echter, beobachtbarer Bewegung zu verbinden.