Experimentierkoffer Schwimmen und Sinken
Schwimmen, Sinken und Wasserverdrängung experimentell untersuchen
Klassenstufe: Klasse 2–3
Anzahl Lernende: 16–28 Kinder
Material: für bis zu 12 Lerngruppen
Einsatz: Schülerexperimente zu Schwimmen und Sinken, Materialeigenschaften, Form, Wasserverdrängung, Auftrieb, Tragfähigkeit und Oberflächenspannung im Sachunterricht.
Mit dem Experimentierkoffer Schwimmen und Sinken erarbeiten sich Schülerinnen und Schüler grundlegende Zusammenhänge rund um das Verhalten von Körpern im Wasser. An verschiedenen Experimentierstationen beobachten, vergleichen und überprüfen die Kinder unterschiedliche Einflussfaktoren und entwickeln daraus schrittweise eine Erklärung dafür, warum Gegenstände schwimmen oder sinken.
Im Mittelpunkt stehen selbst geformte Schiffe aus zwei unterschiedlichen Sorten Knete. Eine Knete ist leichter als Wasser und schwimmt, während die schwerere Knete zunächst sinkt. Wird die schwere Knete jedoch zu einem geeigneten Hohlkörper geformt, kann auch sie schwimmen. So erfahren die Kinder unmittelbar, dass nicht nur das Material, sondern auch die Form eines Körpers sein Verhalten im Wasser beeinflusst.
Kugeln und Würfel aus Holz, Stahl, Aluminium und unterschiedlichen Kunststoffen erweitern die Untersuchungsmöglichkeiten. Die Lernenden vergleichen Masse, Material und Volumen und beobachten, wie Körper beim Eintauchen Wasser verdrängen. Mit Waagen lässt sich außerdem untersuchen, wie sich das scheinbare Gewicht eines Körpers im Wasser verändert.
Weitere Stationen beschäftigen sich mit der Beladung und Tragfähigkeit von Schiffen, möglichen Ursachen für das Sinken sowie mit der Oberflächenspannung des Wassers. Dabei lernen die Kinder nicht nur physikalische Zusammenhänge kennen, sondern üben auch grundlegende naturwissenschaftliche Arbeitsweisen wie genaues Beobachten, Vergleichen und das Arbeiten unter gleichen Versuchsbedingungen.
Das Hauptziel dieser Einführung ist die Fertigkeit, die Knete in der Box in gleich große Portionen aufteilen zu können.
Die Kinder befüllen Minibecher mit Wasser und unterschiedlich schwerer Knete. Sie beobachten was mit der Knete passiert.
Die Kinder formen Vollkugeln in unterschiedlichen Größen aus den beiden Knetesorten und lassen sie – nachdem sie die Masse mit der Waage bestimmt haben – ins Wasser fallen.
Der Lernertrag aus der Bearbeitung der Station 3 liegt in der Erkenntnis, dass kaum noch ein Schiff deswegen schwimmt, weil das Material, aus dem es gebaut wurde, es auch tut. Darüber hinaus lernen die Kinder die Materialien benennen und können – im einfachen Rahmen – Beispiele dazu für Schiffe und Boote nennen.
Hier finden die Kinder heraus, dass alle gleich großen Kugeln dieselbe Menge Wasser verdrängen, unabhängig von ihrer Masse!
Die Kinder erkennen den Grund leicht, warum die Knetemengen gleich sein müssen, auch wenn sie mit Begriffen wie „gerecht“ argumentieren. Hier ergibt sich in Gesprächen eine gute Gelegenheit, propädeutisch etwas zu Bedingungen zu besprechen, unter denen wissenschaftliche Versuche aussagekräftig werden.
Die Kinder erkennen: Das Schiff verdrängt bereits Wasser, wenn man es ins Wasser setzt und noch mehr, wenn man es belädt.
Mit dem Sinken setzen sich die Kinder gern auseinander und finden mindestens die im „Lösungsversteck“ genannten Möglichkeiten. Dabei sind einige der dort genannten Begriffe für viele Schüler neu (Leck, kentern, mit Wasser vollschlagen).
Wenn wir die zwei Gewichtsstücke an der „Angel“ ins Wasser hängen – was wird geschehen? Wird es einen Unterschied geben?
In Kürze reichen wir Ihnen an dieser Stelle eine Beschreibung des Experiments nach.
Der „Trick“ dieses Käfers besteht darin, die Oberflächenspannung des Wassers zu nutzen. Wie die Kinder bei ihren Versuchen mit unterschiedlich großen, dünnen Scheiben aus „schwerer“ Knete herausfinden, gelingt auch uns dieser „Trick“.
In Kürze reichen wir Ihnen an dieser Stelle eine Beschreibung des Experiments nach.
In Kürze reichen wir Ihnen an dieser Stelle eine Beschreibung des Experiments nach.
In Kürze reichen wir Ihnen an dieser Stelle eine Beschreibung des Experiments nach.
Die Kinder formen eine Kneteportion – die zu Beginn ja ein niedriger Zylinder ist – zunächst zu einem Würfel um, dann zu einem/einer ... und geben sie immer wieder ins Wasser – kein Körper schwimmt. Erst der hohle, schalenförmige Körper schwimmt.
In Kürze reichen wir Ihnen an dieser Stelle eine Beschreibung des Experiments nach.
- 1 × Büroklammern, 100 Stück
- 1 × Schwere Knete, in Schachtel
- 2 × Kunststoffschachtel, 140/50/35 mm
- 1 × Einlagewanne, Kunststoff 510x360x20 mm
- 3 × Stahlkugel, 25 mm Ø
- 3 × Kunststoffkörper 10g mit Ringschraube
- 5 × Schnellwaage, 100 g
- 12 × Kunststoffschale, 150/140/35 mm
- 6 × Gewichtssatz 2x10g/ 10x1g
- 12 × Kunststoffbecher, 250 ml, graduiert
- 1 × Leichte Knete in Schachtel
- 3 × Kunststoffkugel, POM, 25 mm Ø
- 3 × Holzkugel, naturfarben, 25 mm Ø
- 1 × Hartplastikbox ca. 540x450x150 mm
- 3 × Löffel, Metall, 138 mm
- 3 × Kunststoffkugel, PP, 25 mm Ø
- 1 × Überlaufgefäß, 400 ml
- 12 × Knetunterlage, 200/120 mm
- 8 × Ausstechformen 25 mm, Aluminium
- 12 × Knetmesser
- 1 × Wischtuch
- 6 × Graduierter Zylinder mit 60 ml-Skala
- 1 × Einräumplan Experimentierkoffer Schwimmen und Sinken - 01.20
- 1 × Schaum Schwimmen oben 505x355x45 mm
- 3 × Alu-Würfel, 18x18x18mm
- 1 × Schaum Schwimmen unten 515x370x95 mm
- 4 × Kunststoffschachtel 60x60x30 mm
- 5 × Aufhängung für Massestück
- 11 × Kunststoffbecher 30 ml
- 2 × Kunststoff-Klammer gelb
- 12 × Stützstab
| Art-Nr. | Artikel |
Preis
* Preis inkl. MwSt. |
Artikel
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Knetunterlage, 200/120 mm | € 1,61 * |
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Einlagewanne, Kunststoff 510x360x20 mm | € 10,65 * |
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Schnellwaage, 100 g | € 19,59 * |
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Löffel, Metall, 138 mm | € 0,62 * |
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