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!!.

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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

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