Physik ist eine Naturwissenschaft. Sie untersucht, wie Dinge in der Natur ablaufen. Dazu stellt man eine Frage und sucht die Antwort mit einem Versuch.

Beobachten heißt, genau hinzusehen und aufzuschreiben, was geschieht, zum Beispiel: „Das Eis wird kleiner.“ Eine Meinung wie „Das Eis ist schön“ gehört nicht dazu.

Vergleichen heißt, zwei Dinge nebeneinander zu halten, zum Beispiel: „Der Stein ist schwerer als der Apfel.“ Das sagt aber nicht, wie viel schwerer er ist. Für eine genaue Antwort musst du messen.

Messen heißt, eine Eigenschaft mit einem festen Vergleichswert zu vergleichen. Misst du mit dem Lineal, zählst du, wie oft ein Zentimeter in die Länge passt. Drei Begriffe gehören dazu:

• Messgröße: die Eigenschaft, die du misst, zum Beispiel die Länge, die Masse (wie schwer etwas ist), die Zeit oder die Temperatur.
• Maßeinheit: der Vergleichswert, auf den sich alle geeinigt haben, zum Beispiel Zentimeter (cm), Gramm (g), Sekunde (s) oder Grad Celsius (°C).
• Messwert: das Ergebnis der Messung, zum Beispiel 120 cm.

Ein Messwert hat zwei Teile. Die Zahl heißt Zahlenwert, hier 120. Danach folgt die Einheit, hier cm. 120 cm bedeutet: 120 mal ein Zentimeter. Das Malzeichen $\cdot$ lässt man beim Schreiben weg.

Viele Messgeräte haben eine Skala: Striche mit Zahlen daneben, zum Beispiel beim Lineal, Thermometer oder Messbecher. Nicht jeder Strich hat eine Zahl. Du musst erst herausfinden, was ein Abschnitt zwischen zwei Strichen wert ist:

• Suche zwei Striche mit Zahlen und rechne den Unterschied der Zahlen aus.
• Zähle die Abschnitte dazwischen, nicht die Striche. Vier Striche dazwischen sind fünf Abschnitte.
• Teile den Unterschied durch die Zahl der Abschnitte.

Schaue immer genau von vorn auf die Skala. Bei einer Flüssigkeit liegt dein Auge auf Höhe der Flüssigkeitsoberfläche. Schaust du schräg, liest du einen falschen Wert ab. Das nennt man Ablesefehler.

Kein Messgerät und kein Mensch misst völlig genau. Es gibt immer eine kleine Messungenauigkeit. Zwischen den Strichen kannst du nur schätzen. Du liest vielleicht ein wenig schief ab. Und die Stoppuhr drückst du immer etwas zu früh oder zu spät.

Darum misst man mehrmals und bildet den Durchschnitt: Du zählst alle Messwerte zusammen und teilst durch die Zahl der Messungen.

Manchmal liegt der Fehler im Gerät. Eine Küchenwaage kann ohne Last schon 5 g anzeigen. Dann sind alle Messwerte um 5 g zu groß. Man kalibriert das Gerät: Man prüft, ob es bei einem bekannten Wert richtig anzeigt, und stellt es sonst ein. Die Waage stellst du ohne Last auf null. Ein Thermometer prüfst du in Eiswasser, denn Eiswasser hat 0 °C.

Ein Ergebnis soll auch andere überzeugen. Darum schreibt man ein Protokoll, den Bericht über einen Versuch. Es hat meistens fünf Teile: Frage, Vermutung, Durchführung (was du benutzt und getan hast), Beobachtung mit Messwerten und Ergebnis.

Messwerte schreibst du in eine Tabelle mit Zeilen und Spalten. Über jede Spalte kommt, was gemessen wurde, mit der Einheit in Klammern. Dann steht die Einheit nicht hinter jedem Wert.

Ein Diagramm zeigt die Messwerte als Punkte. Auf die waagerechte Achse (unten) kommt meistens die Zeit oder das, was du einstellst. Auf die senkrechte Achse (links) kommt das, was du misst. Verbindest du die Punkte, siehst du, ob etwas steigt, fällt oder gleich bleibt.

Manches können wir gar nicht wahrnehmen. UV-Licht ist ein Licht, das wir nicht sehen. Es steckt im Sonnenlicht und verbrennt die Haut. Den Sonnenbrand spüren wir erst Stunden später, ein UV-Messgerät zeigt die Stärke sofort an. Ultraschall sind Töne, die zu hoch für unser Ohr sind. Fledermäuse nutzen sie, um im Dunkeln den Weg zu finden. Ein Auto misst damit beim Einparken den Abstand zur Mauer.

Messgeräte erweitern also unsere Sinne und liefern Zahlen, die jeder nachprüfen kann.

Die Physik teilt man in Teilgebiete ein:

• Mechanik: Bewegung und Kräfte.
• Optik: Licht, Schatten und Spiegel.
• Akustik: Schall und Hören.
• Wärmelehre: Temperatur und Wärme.
• Elektrizitätslehre: Strom und Stromkreise.
• Magnetismus: Magnete und ihre Kräfte.

In allen arbeitet man gleich: beobachten, vergleichen, messen und aufschreiben.