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Übersicht Das Thema Druck und Auftrieb ist an unserer Schule nicht Teil des Kernlehrplans im Physikunterricht (im Gegensatz zum Gymnasium). Somit ist es im Rahmen des Naturwissenschaft möglich sich in den Klassen 8, 9 oder 10 diesem Thema zu widmen. Da der exakte Kraftbegriff im Kernbereich erst in der 9 oder 10 unterrichtet wird ist es notwendig ihn hier verkürzt voranzustellen. Lernvorrausetzung ist also die Vektordarstellung, die Messung und die Formel F=mg. Der Druck wird durch die Station Einsinktiefen im Schnee v1.0 eingeführt. Hierfür wird Schulen im Normalfall das Material fehlen, weshalb es besorgt werden muss. Es reichen mehrere etwa 10cm dicke Schaumstoffstücke. Auf diese werden dann Körper (billig: Gehwegsteine, teuer: Metallquader aus Messing) gelegt. Achtung: man muss sich vor dem Kauf des Schaumstoffs entscheiden, was man für Körper drauflegen will, da man unbedingt Schaumstoff einer passenden Härte braucht. Die Körper müssen außerdem so beschaffen sein, dass sie verschieden große Flächen haben (um bei konstanter Gewichtskraft, den Druck zu variieren). Es folgen, die aus Schulbüchern bekannten Versuche zur Druckverteilung in Wasser / Flüssigkeiten (in alle Richtungen und Tiefenzunahme). Hinweis: hier sind keine teuren Drucksensoren notwendig. Es reicht ein Glastrichter, über den ein Luftballon gespannt ist, welcher über einen Schlauch mit einem U-Rohrmanometer verbunden ist. OHP Druckverteilung im Teilchenbild Die Wirkungsweise von hydraulischen Anlagen wird auf der untergeordneten Seite Hydraulik mit einem Java Applet veranschaulicht. Die Erarbeitung des Auftriebs erfolgt in zwei Etappen.
Die Stationen befinden sich im Wordformat als Sammlung in folgender Datei: Lernzirkel Auftrieb.zip Die Versionen der einzelnen Stationen sind folgender Tabelle zu entnehmen. Änderungen der Versionsnummer an der Nachkommastelle deute auf geringfügige Änderungen hin. Hat sie sich vor dem Komma geändert, so sollte die Stationskarte aus meiner Sicht erneuert werden.
Ich gehe zur Zeit dazu über, die Stationen als editierbare Worddokumente zur Verfügung zu stellen. Ich hoffe so die Gestaltungsmöglichkeiten für Kollegen zu erhöhen. Außerdem würde ich mich sehr über die Rückmeldung eigener Variationen sehr freuen.
Zuerst wird ein inhaltlich sehr einfacher Einführungslernzirkel aus folgenden Stationen bearbeitet (je nach Klasse 1,5-2,5 Stunden). Station Magie mit nur einem Finger v1.1 Station Onkel Dagoberts Schatz v1.1 Station Steine werden leichter v1.1 Station Eintauchen Überlaufgefäß v2.0 An dieser Stelle reicht es im Prinzip aus zu erkennen, dass es eine der Gewichtskraft entgegen gesetzten Kraft geben muss, welche die Gewichtskraft scheinbar verändert. Station Kopfnuss v1.0 Diese Station ist für besonders schnelle Gruppen. Unter Kenntnis der Druckverteilung im Wasser kann nun mit OHP Herleitung Auftrieb lehrerzentriert die Auftriebsformel erarbeitet werden.
In einer zweiten Runde erfolgt dann dann die Vertiefung des Auftriebs an verschiedenen Stationen, na klar - auch ein Lernzirkel.
# Hier handelt sich neben dem üblichen Aluminium um doch eher ungewöhnliche Metalle, die ich hier nicht nennen will um den Schülern den Forschungsanreiz nicht zu nehmen. Als mögliche Quelle sei hierzu ebay genannt.
letzte Änderung: 16.10.07 |
Der Link funktionierte wohl mehrere Jahre nicht nun aber (24.1.13)