Kd3- Beschreibung Kraft 1 und 2

www.zauberhafte-physik.net Stand 08.06.2014
Kd3 Beschreibungen:
„Wir zaubern mit Kraft“
Versuche
Material
Anmerkungen
K1
Fallende Behälter
Versuch aussortiert
K2a
Zauberschachtel
1 große Schachtel
2 schwere Batterien,
Knete
In die große Schachtel wird heimlich eine
Batterie geklebt u. dadurch der Schwerpunkt
verlagert. Die Kinder sollen raten, ab welchem
Punkt die große Schachtel herunter fällt, wenn
sie über die Tischkante geschoben wird. Die
Schachtel kann weit über die Mittellinie
geschoben werden, ohne dass sie herunter fällt.
Warum?
K2b
Kleine Zauberschachteln
Jeder Tisch erhält eine kleine Zauberschachtel
und einige Muttern. Die Kinder sollen den
Schwerpunkt in Abhängigkeit von der Lage der
Muttern ermitteln.
Die Schwerkraft greift im
Schwerpunkt an.
Liegt der Schwerpunkt nicht
mehr auf dem Tisch, fällt die
Schachtel herunter.
Demonstration
5 kleine Zauberschachteln
mit Skalen-Einteilung
20 Muttern
Quelle [2]
Erprobung mit Einträgen ins
Arbeitsblatt
5x
Arbeitsblatt 1 K2: An welcher Position fällt die Schachtel herunter
Schautafel 1: Riskante Schwerpunktlagen
K3a
Besen-Schwerpunkt
Versuch aussortiert
K3b
Stabschwerpunkt
30 Holzstäbchen
30 Kügelchen aus
Knetmasse
Ein Holzstäbchen wird auf die beiden
Zeigefinger gelegt und balanciert. Durch
behutsames Zusammenschieben der
Zeigefinger wird der Schwerpunkt gefunden.
Unterstützt man das Stäbchen am
Schwerpunkt, wird es schweben, auch wenn
man es nur mit einem Finger unterstützt.
Der Versuch wird mit einem Kügelchen aus
Knetmasse an einem Ende wiederholt.
30x
Arbeitsblatt 1 K3: Schwerpunkt des Stäbchens eintragen
K4
Kippender Mensch
Ein Kind stellt sich so an die Wand, dass seine
Hacken und der Po die Wand berühren. Es wird
aufgefordert, etwas vom Boden aufzuheben,
ohne dass Hacken und Po den Wandkontakt
verlieren (Schuhe festhalten!). Es ist dem Kind
nicht möglich, den Gegenstand aufzuheben, da
sein Schwerpunkt sich wegen der
festgehaltenen Schuhe nicht verschieben lässt.
Versuch selten durchgeführt.
Ähnlicher Versuch:
Einem sitzenden Kind wird ein
Finger gegen die Stirn
gedrückt und damit sein Kopf
fixiert. Das Kind ist nicht in der
Lage vom Stuhl aufzustehen,
solange es seinen KörperSchwerpunkt wegen des
festgehaltenen Kopfes nicht
nach vorn verschieben kann.
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Versuche
K5
Drahtseilclown
Die Kinder werden aufgefordert, die beiden
Clowns auf die Verbindungsschnur zw. zwei
Flaschen aufzusetzen. Sie stellen fest, dass die
Clowns an den Händen beschwert werden
müssen, um auf dem Bindfaden balancieren zu
können.
Material
Anmerkungen
5 Clowns ohne Münzen
5 Clowns mit Münzen
10 Flaschen mit einem
Bindfaden verbunden
30 Wäscheklammern und
30 gr. Büroklammern zum
Beschweren.
Der Schwerpunkt des Clowns
mit den Münzen in seinen
Händen liegt unter dem
Unterstützungspunkt, daher
bleibt dieser Clown auf dem
Bindfaden hängen.
15 Kopien der Clownseite
Quelle [7]
5x
Arbeitsblatt 1 K5: An welcher Stelle liegt der Schwerpunkt des Clowns auf dem Seil?
Schautafel 2: Hochseilartist
K6
Bleistift-Spitzentanz
Bleistifte, Drähte und Wäscheklammern werden
ausgeteilt. Die Kinder werden aufgefordert, den
Bleistift mit Hilfe des Drahtes und der
Wäscheklammer auf seiner Spitze balancieren
zu lassen.
30 Drähte
30 Bleistifte
30 Wäscheklammern, oder
Büroklammern
30x
Braucht 15 Minuten –
letzter Versuch von Teil 1!!
Quelle: Freizeit- und
Erholungszentrum Berlin
Arbeitsblatt 1 K6: Wo liegt der Schwerpunkt der Bleistift-Draht-Konstruktion?
K7
Faule Münze
Eine Postkarte wird auf einen Becher gelegt; in
die Postkartenmitte wird eine Münze gelegt.
Dann wird die Postkarte wegschnipst.
Da die Reibungskraft zwischen Karte und
Münze sehr viel geringer ist als die Trägheit der
Münze, fällt die Münze in den Becher.
5 gr. Becher
5 feste Postkarten
5 Münzen
5x
Jeder Körper behält seinen
Bewegungs- bzw. seinen
Ruhezustand bei, wenn er
nicht durch äußere Kräfte
zu einer Änderung
gezwungen wird.
(„Beharrungsgesetz“)
Quelle [2]
Arbeitsblatt 2 K7: Wohin fällt die Münze?
K8
Träger Tennisball
Der Becher wird mit einer Postkarte bedeckt.
Darauf wird eine Papprolle gestellt und oben
drauf ein Tennisball (oder eine Mandarine)
gesetzt. Zieht man die Postkarte blitzschnell
weg, fällt der Tennisball in den Becher
K9
Bremsendes Auto
Auto mit einem Kofferklötzchen auf dem Dach
vorsichtig mit der Hand beschleunigen und dann
bei konstanter Geschwindigkeit gegen ein Buch
(=Mauer) fahren lassen. Das Kofferklötzchen
rutscht in Richtung der vorherigen
Fahrgeschwindigkeit vom Dach.
Das gleiche Phänomen ist beim Anfahren zu
beobachten; nur rutscht in diesem Fall das
Kofferklötzchen nach hinten.
5 gr. Becher
5 feste Postkarten
5 Toilettenpappierrollen
5 Tennisbälle
5 Autos,
5 Kofferklötzchen
5 dicke Bücher so hoch wie
die Autos
Demonstration
Versuch für Klasse 2-3
Die Kofferklötzchen wollen
ihren Bewegungszustand
„Vorwärtsfahrt“ beibehalten.
Wenn der Bus bremst,
fahren sie weiter und
rutschen deshalb nach
vorn.
Quelle [1]
Arbeitsblatt 2 K9: Wohin fliegst du beim Bremsen des Autos??
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Versuche
K10
Tanzende Murmel
Demonstration der tanzenden Murmel in der
Acrylglaskugel.
Plastikschalen mit Deckel und je einer Murmel
austeilen und die Murmeln kreisen lassen.
Plastikschalen auch mal umdrehen.
K11
Fliegende Muttern
K12
Gewichtheber
Zunächst wird der Korken ohne Joghurtbecher
durch eine drehende Bewegung des
Kunststoffröhrchens zum Kreisen gebracht, um
zu zeigen; er fliegt nach außen fliegt.
Dann wird der Joghurtbecher angehängt und
der Korken an der Schnur wieder zum Kreisen
gebracht. Die Flieh- oder Zentrifugalkraft des
Korken ist so groß, dass sie den Joghurtbecher
mit den Steinen nach oben zieht.
K13
Spritzender Schwamm
Ein nasser Schwamm wird an einer Schnur
geschleudert. Es spritzt! Nach einigen
Umdrehungen ist der Schwamm trocken
geschleudert (=Wäscheschleuder).
Material
Anmerkungen
1 Acrylglaskugel mit
Murmel
Die Flieh- oder Zentrifugalkraft
drückt die Kugel zum größten
Durchmesser. Die Murmel
wandert nach oben; die Flieh-/
Zentrifugalkraft ist größer als
die Schwerkraft.
Demonstration
5 Plastikschalen mit Deckel
5 Murmeln
Quelle [2]
5x
Versuch a u s s o r t i e r t
5 Gewichtheber
(Joghurtbecher mit
Röhrchen, Bindfaden mit
Korken)
Fliehkraftregler
Quelle [1]
Steine
5x
1 Schwamm an einer
Schnur
Versuch selten
durchgeführt.
Demonstration
Arbeitsblatt 2 K13: Warum wird Wäsche geschleudert? Wo befindet sich die Wäsche beim Schleudern?
Schautafel Kurvenfahrt
K14
Wasserschleuder
Aus abgeschnittenen Milchbehältern werden mit
Hilfe von Bindfaden kleine Wassereimer
gemacht, Die Kinder können die Wasser-eimer
mit dem ganzen Arm kreisen lassen, das
Wasser spritzt nicht raus, weil die Flieh- oder
Zentrifugalkraft es an die Wand des Behälters
drückt..
Für jeden, der kein Wasser
verschüttet, gibt es ein
Smartie.
5 Behälter (Tetra Pak) mit
Wasser an einer Schnur
1 Tüte Smarties
Schlussversuch
5x
Quelle [2]
Frage: Was passiert, wenn du mehr Wasser in den Eimer füllst??
K15a
:
Händedrücken
K15b
Tischgegenkraft
Zwei Kinder drücken eine Hand gegen
einander. Um Gleichgewicht zu halten, müssen
beide Kinder die gleich große Kraft ausüben.
An alle Tische wird Knete verteilt. Die Kinder
werden aufgefordert, sie auf den Tisch zu legen
und an einer Seite flach zu drücken.
K16
Anfahrruck
Ein Kind setzt sich auf einen Blumenwagen; die
Moderatorin zieht den Wagen jäh an und das
Kind kippt nach hinten, wo es von einem
Physikpaten aufgefangen wird.
1 Blumenwagen mit Schnur
1 Isomatte
1x
Versuch für Klasse 4-5
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Versuche
Kräftevergleich
Material
Anmerkungen
10 Federkraftmesse
K17
Zwei Federkraftmesser werden ineinander
(Messebereich 50 N bzw.
gehängt. Kind 1 hält den Federkraftmesse fest;
5000g)
Kind 2 zieht an der anderen Seite bis zu einer
bestimmten Marke (z.B. 30 N). Beide
Federkraftmesser zeigen den gleichen
Ausschlag
Arbeitsblatt 1 K17: Wie viel Newton misst der linke Federkraftmesser
K18
Ruckflasche
Eine mit Wasser gefüllte Flasche hat zwei
seitliche Ösen. Durch die eine Öse wird ein
Wollfaden gezogen und an einem Rundholz
aufgehängt. Durch die andere Öse wird ein
Wollfaden mit einem kleinen Griff gezogen und
befestigt. Zieht man behutsam an dem Griff,
reißt der obere Faden, zieht man schnell, reißt
der untere Faden, weil die träge Flasche in ihrer
Ruhelage bleiben will und die Kraft nicht
weiterleitet.
K19
Münze am Glasrand
Mit Hilfe von zwei leicht gekrümmten
Kuchengabeln, wird eine 2-Eurp-Münze auf
dem Glasrand ausbalanciert. Dabei muss mit
den Fingern sorgfältig die Kipprichtung
austariert werden.
K20
Schwerpunktsuche (Wiederholung)
An einer beliebigen Stelle eines Papp-körpers
wird ein Draht so durchgesteckt, dass der
Körper frei schwingen kann. Der Körper stellt
sich so ein, dass sein Schwerpunkt genau
unter dem Aufhängepunkt liegt.
Am Draht hängt ein Faden mit einem Gewicht.
Der Verlauf des Fadens gibt die Schwerlinie an,
die durch den Schwerpunkt verläuft. Nun
markiert man mit Hilfe des Fadens die
Schwerlinie und wiederholt den Versuch an
zwei weiteren Stellen. Der Schnittpunkt der
Schwerlinien ist der Schwerpunkt.
Zum Beweis zieht man einen Seidenfaden mit
einem Knopf durch den ermittelten
Schwerpunkt. Der Körper sollte jetzt waagerecht
an dem Faden schweben, weil er je in seinem
Schwerpunkt aufgehängt ist.
Merkverse:
Der Ball fällt senkrecht in die Tasse,
so macht es jede träge Masse
Die Murmel rollt zum End der Welt,
wenn keine Reibung sie aufhält.
Dieses Verhalten macht
man sich beim NähfadenAbreißen zunutze.
5 Flaschen mit seitlichen
Ösen
30 Wollfäden
Versuch a u s s o r t i e r t
zu vorbereitungsintensiv.
30x
Quelle [10]
Versuch erfordert gute
Feinmotorik und etwas
Geduld, kann auch zu Hause
durchgeführt werden.
5 Gläser
2 Münzen
5 Paar Kuchengabeln
5x
Versuch für Klasse 4
und 5
5 unterschiedliche Körper
aus Pappe mit DC-fix
überzogen.
5 Drahthalter mit einem
Faden und Gewicht.
5 Knöpfe mit einem Faden
5 Nadeln
Knete
5 wasserlösliche Filzstifte
5x
An sich würden zwei
Schwerlinien zum
Herausfinden des
Schwerpunktes genügen.
Da das Anzeichnen der
Schwerlinien aber immer
mit Ungenauigkeiten
verbunden ist, werden drei
Versuche empfohlen.
Mit Knetmasse kann die
Versuchsanordnung
korrigiert werden!!.
4/5
www.zauberhafte-physik.net Stand 08.06.2014
Literatur:
[1]
[2]
{3]
[4]
„Die besten Experimente für Kinder“ - Bassermann-Verlag 2004, ISBN 3-8094-1720-3
„365 Experimente für jeden Tag“ - moses-Verlag 2005, ISBN 3-89777-113-6
„Ich bin ein Wissenschaftler!“
- moses-Verlag 2004, ISBN 3-89777-210-8; www.moses-verlag.de
„Das große Buch der 111 interessantesten Experimente“ Compact-Verlag 2006;
ISBN-13: 978-3-8174-5939-1; ISBN-10: 3-8174-5939-4
[5] CD Physikalische Freihandexperimente, 1999, Multimedia Phsikverlag, Scheidegg
Projekt der Universität Augsburg unter Dr. Helmut Hilscher
[6] „Spannendes aus Wissenschaft und Technik“ Kaleidoskop-Buch im Christian-Verlag 1999,
ISBN 3-88472-402-9 (vergriffen)
[7] „The Science Book of Gravity“, 1992 Dorling Kindersley Limited London, ISBN 0-385-215387-7
[10] „Blickpunkt Physik“ – Adolf Walz, 1997 Schroedel-Verlag GmbH Hannover, ISBN 3-507-76132-7
5/5