Hebel, Rolle und Magnet da bewegt sich was!
In diesem Koffer dreht sich alles um Kräfte, die den Kindern im Alltag begegnen. Sie werden staunen wo sich überall ein Hebel versteckt oder Rollen Kräfte umlenken. Besonders anziehend ist für die Kinder das Thema Magnetismus.
Durch einfache Versuche lernen die Kinder die Wirkung eines Hebels kennen und wie sie sich diese zu Nutzen machen können. Sie können auch als Detektive herausfinden, wo uns im Haus und Garten Hebel helfen. Genauso können sie den
Nutzen von Rollen beim Heben von Gewichten bis hin zum Bau eines Flaschenzugs erleben. Im Bereich Magnetismus erfahren sie welche Gegenstände magnetisch sind und wie sich Magneten verhalten.
Versuchsanleitung
Alle Versuche und deren wissenschaftlicher Hintergrund sind genau erklärt.
Kurze Geschichten aus dem Alltag von Anja und Leon bieten einen Einstieg in das Thema.
Ablaufpläne
Kinder können anhand von Bildern die Versuche selbstständig durchführen und so z. B. entdecken, dass man mit einem Hebel schwere Gegenstände leichter bewegen kann.
Materialkarten
Mithilfe der Karten lernen die Kinder die Materialien und deren Bezeichnung kennen.
Die Kinder sollen mithilfe des Experiments an folgende Erkenntnisse herangeführt werden:
• Das Gewicht eines Körpers hängt von seiner Größe und dem Material ab, aus dem er besteht.
• Alle Körper, die schwerer als Luft sind, fallen nach unten, wenn sie aus einer Höhe losgelassen werden.
• Alle Körper fallen gleich schnell zur Erde, unabhängig von ihrem Gewicht. Aufgrund unterschiedlicher Formen und Oberflächen werden sie durch den Luftwiderstand abgebremst.
• Die Kraft, mit der ein Körper auf dem Boden aufschlägt, hängt von seinem Gewicht ab.
Die Kinder sollen mithilfe des Experiments an folgende Erkenntnisse herangeführt werden:
• Wenn ein Gegenstand oder Körper in seiner Lage ruhig stehen bzw. liegen bleibt, befindet er sich im Gleichgewicht.
• Das Gleichgewicht hängt vom Schwerpunkt eines Körpers ab.
• Durch Ausbalancieren kann man einen Körper wieder ins Gleichgewicht bringen.
Die Kinder sollen mithilfe des Experiments an folgende Erkenntnisse herangeführt werden:
• Alle Körper haben ein Gewicht bzw. üben eine Gewichtskraft aus.
• Entscheidend für die Gewichtskraft ist die Masse des Körpers.
• Körper, die die gleiche Größe und Form haben, können aufgrund ihrer Masse eine unterschiedliche Gewichtskraft ausüben. So kann ein kleiner Körper auch schwerer sein als ein größerer anderen Materials.
Die Kinder sollen mithilfe des Experiments an folgende Erkenntnisse herangeführt werden:
• Viele praktische Geräte und Werkzeuge in unserem Alltag beruhen auf der Hebelwirkung.
• Hebel sind einfache Maschinen, mit denen man große Gewichte mit kleiner Kraft anheben kann.
• Es hängt von der Lage des Drehpunkts ab, wie ein Hebel wirkt.
Die Kinder sollen mithilfe des Experiments an folgende Erkenntnisse herangeführt werden:
• Viele praktische Geräte und Werkzeuge im Alltag basieren auf der Hebelwirkung.
• Die Wirkung der eingesetzten Kraft ist abhängig von der Länge des Hebelarms und der Last, die zu heben ist.
• Es hängt vom Gewicht und dessen Abstand zum Drehpunkt ab, ob sich der Hebel im Gleichgewicht befindet.
Die Kinder sollen mithilfe des Experiments an folgende Erkenntnisse herangeführt werden:
• Durch einfache Maschinen kann zum Beispiel die Wirkung einer Kraft in eine andere Richtung gelenkt werden.
• Mithilfe einer Rolle können Lasten leichter nach oben befördert werden.
• Dabei kann aber keine Kraft eingespart werden, die Zugkraft muss genauso groß sein wie die Gewichtskraft der Last.
• Mit einem Flaschenzug kann man Kraft einsparen, da hier das Prinzip Kraft mal Weg eingesetzt wird.
Die Kinder sollen mithilfe des Experiments an folgende Erkenntnisse herangeführt werden:
• Eine Drehbewegung kann mithilfe einer Kette oder eines Riemens an eine andere Stelle übertragen werden.
• Es ist möglich, eine kleinere Umdrehungszahl in eine größere umzuwandeln.
• Der Aufwand an Kraft wird dabei entsprechend größer oder geringer.
Die Kinder sollen mithilfe des Experiments an folgende Erkenntnisse herangeführt werden:
• Bei diesen Experimenten lernen die Kinder das Phänomen der Trägheit von Körpern kennen.
• Feste Körper sind an der Stelle, an der sie sich befinden, im Ruhezustand.
• Wenn sich ein Körper bewegen soll, muss Kraft aufgewendet werden, um ihn aus seiner Ruheposition zu bringen.
• Körper sind träge, d. h. sie wollen den Zustand, in dem sie sich befinden, beibehalten. Entweder wollen sie stehen bleiben oder sich weiterbewegen, wenn sie in Bewegung sind.
Die Kinder sollen mithilfe des Experiments an folgende Erkenntnisse herangeführt werden:
• Energie kann durch einen Impuls weitergeben werden.
• Körper können sich im Zustand der Ruhe oder im Zustand der Bewegung befinden.
• Trifft ein Körper, der sich in Bewegung befindet, auf einen ruhenden Körper, kann dieser auch in Bewegung versetzt werden.
• Beim Zusammentreffen wird ein großer Teil der Energie, mit der sich der Körper bewegt, an den ruhenden Körper weitergegeben.
Die Kinder sollen mithilfe des Experiments an folgende Erkenntnisse herangeführt werden:
• Auf Körper, die in eine Drehbewegung versetzt werden, wirken Kräfte ein.
• Eine ist die sogenannte Fliehkraft, die zum Beispiel bei einem Kettenkarussell die Gondeln nach außen treibt.
Die Kinder sollen mit Hilfe des Experiments an folgende Erkenntnisse herangeführt werden:
• Magnete üben eine Anziehungskraft auf bestimmte Materialien aus.
• Es gibt Gegenstände, die angezogen werden und Gegenstände, die nicht angezogen werden.
• Die Anziehungskraft eines Magneten wirkt auch durch Gegenstände hindurch, allerdings nur begrenzt.
Die Kinder sollen mit Hilfe des Experiments an folgende Erkenntnisse herangeführt werden:
• Die Anziehungskraft eines Magneten wirkt auch durch Gegenstände hindurch, allerdings nur begrenzt.
• Der Magnet muss die Gegenstände nicht berühren, um seine Kraft auf diese auszuüben.
• Metalle, die auf die Magnetkraft reagieren, können selbst für eine kurze Zeit magnetisch gemacht werden, das nennt man Magnetisieren.
Die Kinder sollen mit Hilfe des Experiments an folgende Erkenntnisse herangeführt werden:
• Magnete haben unterschiedliche Pole, einen Nordpol und einen Südpol.
• Gleiche Pole stoßen sich ab.
Die Kinder sollen mithilfe des Experiments an folgende Erkenntnisse herangeführt werden:
• Reiben sich zwei Oberflächen aneinander, entsteht eine Bremswirkung durch Reibung.
• Es hängt von der Art der Oberfläche und der Stärke des Drucks auf die Unterlage ab, wie stark die Reibung und damit die Bremswirkung ist.
• Durch die Beschaffenheit der Oberfläche kann die Bremswirkung verstärkt oder verringert werden.
Die Kinder sollen mithilfe des Experiments an folgende Erkenntnisse herangeführt werden:
• Elastische Stoffe und Körper können ihre Form verändern.
• Zur Änderung der Form ist eine Kraftwirkung erforderlich.
• Wenn die Kraft nicht mehr einwirkt, wird die ursprüngliche Form wieder eingenommen, man spricht hier von Elastizität.
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