Die Lernenden verbinden ein Venturi-Rohr mit einem Schrägrohr-Manometer und erfassen Druckdifferenzen bei einem Drittel, halber und voller Luftstromstärke. Sie vergleichen die Ausschläge an den Messstellen A und B und beziehen sie auf die Bernoulli-Gleichung. Damit üben sie, eine Messreihe quantitativ auszuwerten und aus einer indirekt gemessenen Größe die Strömungsgeschwindigkeit zu bestimmen.

Die Lernenden füllen einen Folienballon über einer Heizvorrichtung mit warmer Luft und lassen ihn bei ausreichendem Auftrieb steigen. Sie erklären das Abheben, indem sie die Dichte der erwärmten Luft sowie Auftriebs- und Gewichtskraft zueinander in Beziehung setzen. Dabei schulen sie ihre Modellkompetenz, indem sie die beobachtete Bewegung mit dem Kräftegleichgewicht begründen.

Die Lernenden füllen einen schwarzen Solarballon mit Luft, verschließen ihn und legen ihn bei windstillem Wetter in die Sonne. Sie führen das Aufsteigen auf die Absorption der Wärmestrahlung und die Erwärmung der eingeschlossenen Luft zurück. Indem sie die Wirkung der Strahlung auf einen Alltagsgegenstand übertragen, stärken sie ihre Fähigkeit, physikalische Erkenntnisse in technischen Kontexten anzuwenden.

Die Lernenden richten eine Tragfläche schräg auf einem Wagen aus und erhöhen den quer auftreffenden Luftstrom. An der Vorwärtsbewegung erkennen sie eine aerodynamische Reaktionskraft senkrecht zur Strömungsrichtung. Sie üben, eine Beobachtung mithilfe eines Kraftmodells kausal zu erklären und die Richtung der wirkenden Kraft fachgerecht zu beschreiben.

Die Lernenden lassen eine Styroporkugel in einem senkrechten und anschließend geneigten Luftstrom schweben und nähern ihr eine gewölbte Tragfläche. Sie untersuchen, wie Gewichtskraft, Strömungsdruck und Auftrieb die stabile Lage der Kugel bestimmen. Durch das Zuordnen mehrerer Kräfte zu einer beobachteten Bewegung stärken sie ihre Fähigkeit, komplexe Phänomene mit einem Kräftebild zu modellieren.

Die Lernenden stabilisieren eine Kugel über dem Luftstromerzeuger und nähern von oben ein enges Rohr. Das Herausschleudern der Kugel macht die höhere Strömungsgeschwindigkeit im Rohr und ihre stärkere Kraftwirkung sichtbar. Sie schulen ihre Fähigkeit, aus einer qualitativen Beobachtung auf eine nicht direkt sichtbare Änderung der Strömung zu schließen.

Die Lernenden koppeln drei U-Rohr-Manometer an verschiedene Stellen eines Venturi-Rohrs und beobachten die Flüssigkeitsstände bei maximalem Luftstrom. In der Verengung vergleichen sie erhöhte Strömungsgeschwindigkeit mit verringertem statischem Druck. Das parallele Auswerten der drei Anzeigen fördert ihre Fähigkeit, Messdaten räumlich zuzuordnen und mit einem Strömungsmodell zu erklären.

Die Lernenden bauen ein Schrägrohr-Manometer auf, füllen es mit gefärbtem Wasser und erzeugen über einen Schlauch kleine Druckänderungen. Sie vergleichen die Wegänderung der geneigten Flüssigkeitssäule mit dem U-Rohr-Prinzip. Dabei beurteilen sie die Eignung zweier Messverfahren und begründen, warum die schräge Anordnung geringe Druckdifferenzen empfindlicher anzeigt.

Die Lernenden schließen Spitze und seitliche Messkammer eines Staurohrs in mehreren Kombinationen an ein Schrägrohr-Manometer an. Aus den Anzeigen unterscheiden sie Gesamtdruck, statischen Druck und Staudruck. Durch das systematische Variieren der Anschlüsse stärken sie ihre Fähigkeit, die Funktion einzelner Komponenten eines Messverfahrens zu erklären.

Die Lernenden formen einen Papierstreifen nach dem Tragflächenprofil und beobachten im Luftstrom, dass er unten angedrückt und oben abgehoben wird. Sie variieren oder vergleichen die in der Handreichung vorgesehenen Bedingungen und ordnen die beobachtete Wirkung dem zugrunde liegenden Strömungs- oder Kraftzusammenhang zu. Dabei schulen sie gezielt ihre Fähigkeit, Beobachtung und fachsprachliche Deutung von Druck- und Sogzonen.

Die Lernenden messen mit einer Sonde an jeweils drei Punkten der Ober- und Unterseite die Druckverteilung bei −15°, 0° und +15° Anstellwinkel. Sie variieren oder vergleichen die in der Handreichung vorgesehenen Bedingungen und ordnen die beobachtete Wirkung dem zugrunde liegenden Strömungs- oder Kraftzusammenhang zu. Dabei schulen sie gezielt ihre Fähigkeit, Messwerte strukturieren und zu einem räumlichen Druckprofil zusammenführen.

Die Lernenden wiegen ein Auftriebsmodell bei zahlreichen Anstellwinkeln und zwei Strömungsgeschwindigkeiten und berechnen aus den Gewichtsdifferenzen die Auftriebskraft. Sie variieren oder vergleichen die in der Handreichung vorgesehenen Bedingungen und ordnen die beobachtete Wirkung dem zugrunde liegenden Strömungs- oder Kraftzusammenhang zu. Dabei schulen sie gezielt ihre Fähigkeit, Messreihen umrechnen, grafisch darstellen und ein Maximum bestimmen.

Die Lernenden halten einen Fadenkamm bei mehreren Anstellwinkeln über eine Tragfläche und dokumentieren den Übergang von laminarer Strömung zu Wirbelbildung. Sie variieren oder vergleichen die in der Handreichung vorgesehenen Bedingungen und ordnen die beobachtete Wirkung dem zugrunde liegenden Strömungs- oder Kraftzusammenhang zu. Dabei schulen sie gezielt ihre Fähigkeit, Strömungsbilder beobachten, skizzieren und anhand klarer Kriterien klassifizieren.

Die Lernenden setzen nacheinander Platte, Kugel und Stromlinienkörper gleichen Durchmessers auf einen Wagen und vergleichen dessen Bewegung im gleichen Luftstrom. Sie variieren oder vergleichen die in der Handreichung vorgesehenen Bedingungen und ordnen die beobachtete Wirkung dem zugrunde liegenden Strömungs- oder Kraftzusammenhang zu. Dabei schulen sie gezielt ihre Fähigkeit, Bedingungen konstant halten und qualitative Wirkungen vergleichend ordnen.

Die Lernenden messen mit einem horizontal justierten Kraftmesser den Strömungswiderstand von Platte, Kugel und Stromlinienkörper bei gleichen Bedingungen. Sie variieren oder vergleichen die in der Handreichung vorgesehenen Bedingungen und ordnen die beobachtete Wirkung dem zugrunde liegenden Strömungs- oder Kraftzusammenhang zu. Dabei schulen sie gezielt ihre Fähigkeit, ein Messgerät nullen, Kräfte vergleichen und relative Abweichungen beurteilen.

Die Lernenden erfassen die Widerstandskraft einer Tragfläche bei zahlreichen positiven und negativen Anstellwinkeln sowie bei zwei Luftgeschwindigkeiten. Sie variieren oder vergleichen die in der Handreichung vorgesehenen Bedingungen und ordnen die beobachtete Wirkung dem zugrunde liegenden Strömungs- oder Kraftzusammenhang zu. Dabei schulen sie gezielt ihre Fähigkeit, zwei Einflussgrößen in Messreihen zu trennen und deren Wirkung grafisch auszuwerten.

Die Lernenden führen einen Fadenkamm vor, über und hinter Platte, Kugel und Stromlinienkörper durch den Luftstrom und skizzieren die Fadenbilder. Sie variieren oder vergleichen die in der Handreichung vorgesehenen Bedingungen und ordnen die beobachtete Wirkung dem zugrunde liegenden Strömungs- oder Kraftzusammenhang zu. Dabei schulen sie gezielt ihre Fähigkeit, Beobachtungen in Skizzen überführen und Strömungsformen fachlich vergleichen.

Die Lernenden schieben eine frei drehende Luftschraube im Luftstrom schrittweise an eine Platte heran und beobachten die Umkehr ihrer Drehrichtung. Sie variieren oder vergleichen die in der Handreichung vorgesehenen Bedingungen und ordnen die beobachtete Wirkung dem zugrunde liegenden Strömungs- oder Kraftzusammenhang zu. Dabei schulen sie gezielt ihre Fähigkeit, Beobachtung von Interpretation trennen und eine indirekte Nachweismethode erklären.

Die Lernenden lassen eine Luftschraube im Luftstrom rotieren und verschieben und unterbrechen die Strömung anschließend abrupt. Sie variieren oder vergleichen die in der Handreichung vorgesehenen Bedingungen und ordnen die beobachtete Wirkung dem zugrunde liegenden Strömungs- oder Kraftzusammenhang zu. Dabei schulen sie gezielt ihre Fähigkeit, eine mehrstufige Energieumwandlung anhand beobachtbarer Bewegungen beschreiben.

Die Lernenden montieren eine frei drehende Luftschraube auf einem Wagen und messen ihre Zugkraft bei zunehmender Luftgeschwindigkeit. Sie variieren oder vergleichen die in der Handreichung vorgesehenen Bedingungen und ordnen die beobachtete Wirkung dem zugrunde liegenden Strömungs- oder Kraftzusammenhang zu. Dabei schulen sie gezielt ihre Fähigkeit, Messwerte auf funktionale Zusammenhänge prüfen und Grenzen einer linearen Deutung erkennen.

Die Lernenden positionieren eine geneigte Luftschraube im Luftstrom und beobachten ihre Rotation und Aufwärtsbewegung auf der Achse. Sie variieren oder vergleichen die in der Handreichung vorgesehenen Bedingungen und ordnen die beobachtete Wirkung dem zugrunde liegenden Strömungs- oder Kraftzusammenhang zu. Dabei schulen sie gezielt ihre Fähigkeit, das Funktionsmodell auf die technische Anwendung eines Tragschraubers übertragen.

Die Lernenden beschleunigen eine Luftschraube horizontal im Luftstrom und schwenken ihre Achse anschließend rasch nach oben. Sie variieren oder vergleichen die in der Handreichung vorgesehenen Bedingungen und ordnen die beobachtete Wirkung dem zugrunde liegenden Strömungs- oder Kraftzusammenhang zu. Dabei schulen sie gezielt ihre Fähigkeit, ein Modell nutzen, um Hubkraft und Autorotation beim Hubschrauber zu erklären.

Die Lernenden befestigen einen aufgeblasenen Ballon mit Ventil auf einem Wagen und beobachten dessen Bewegung beim kontrollierten Ausströmen der Luft. Sie variieren oder vergleichen die in der Handreichung vorgesehenen Bedingungen und ordnen die beobachtete Wirkung dem zugrunde liegenden Strömungs- oder Kraftzusammenhang zu. Dabei schulen sie gezielt ihre Fähigkeit, Energieumwandlung und Kraftwirkung kausal zu ordnen sowie den Einfluss der Reibung einzubeziehen.

Die Lernenden lagern eine Tragfläche beweglich mit festem Anstellwinkel und unterbrechen abwechselnd den oberen und unteren Teil des Luftstroms. Aus den unterschiedlichen Reaktionen erschließen sie die Beiträge von Unterdruck an der Oberseite und Überdruck an der Unterseite. Der gezielte Vergleich fördert ihre Fähigkeit, Einflussgrößen zu isolieren und eine Hypothese zur Entstehung des Auftriebs experimentell zu prüfen.