Arbeitsblatt: Physikalische Freihandversuche

NL  I  Physik   Physikalische  Freihandversuche     Idee   Ihr  erarbeitet  in  einem  Zweierteam  einen  einfachen  physikalischen  Freihandversuch  und   präsentiert  diesen  dann  euren  Mitschülerinnen.     Endprodukte   Vortrag:   Ihr  präsentiert  euren  Versuch  euren  Mitschülerinnen  auf  interessante  und  verständliche   Weise.  Dabei  versucht  ihr:   -‐   die  Zuhörerinnen  zu  verblüffen   -‐ die  Zuhörerinnen  miteinzubeziehen   -‐ den  Zuhörerinnen  euren  Versuch  verständlich  zu  machen   !  Sprache,  roter  Faden  etc.     Zusammenfassung:   Ihr  schreibt  eine  kurze  Zusammenfassung  über  euren  Versuch  und  gebt  diese  dann  der   Lehrperson  ab.  In  dieser  Zusammenfassung  müssen  die  fehlenden  Punkte  vom  Auftragsblatt   zwingend  beantwortet  werden  (Was  ist  geschehen?  Beispiele  resp.  Vorkommen  im  Alltag).   Zusätzlich  solltet  ihr  eine  Reflexion  schreiben,  in  der  die  Lehrperson  nachlesen  kann,  wie  ihr   vorgegangen  seid,  was  Spass  gemacht  hat,  was  euch  Mühe  bereitet  hat,  wie  die   Zusammenarbeit  funktioniert  hat,  etc.             Adrian  Neuhaus   NL  I  Physik   Balancierender  Hammer     Der  hier  gezeigte  Hammer  scheint  in  der  Luft  zu  schweben.  Dabei  geht   es  in  diesem  Experiment  nur  darum,  den  Schwerpunkt  des  Systems  zu   erkennen  und  zu  nutzen.  Mit  diesem  Versuch  kann  man  so  manchen   Zuschauer  überraschen.     Was  wird  gebraucht?   •        Hammer   •        großes  Haushaltgummi   •        stabiles  Lineal   •        Tisch  oder  Stuhl     Was  ist  zu  tun?   Man  lege  Hammer  und  Lineal  zusammen  und  wickele  das  Gummi  ungefähr  in  der  Mitte   mehrmals  und  nicht  zu  fest  darum,  sodass  beide  locker  verbunden  sind.  Dann  lege  man  das   Lineal  mit  der  einen  Hälfte  auf  den  Tisch,  während  der  Kopf  des  Hammers  unter  der   Tischplatte  hängt.  Man  versuche  dann  das  Lineal  so  weit  wie  möglich  vom  Tisch  zu  schieben   und  verändere  gegebenenfalls  die  Position  des  Gummis.     Was  ist  geschehen?   ???     Schwerpunkt  und  Gravitation  im  Alltag   ???     Physikalischer  Miniversuch   Haben  Sie  schon  einmal  versucht  von  einem  Stuhl  aufzustehen,  ohne  sich  nach  vorne  zu   beugen?  Es  ist  unmöglich.  Der  Schwerpunkt  befindet  sich  in  diesem  Fall  über  der  Sitzfläche  –   wir  sind  wie  festgeklebt.  Es  ist  nur  möglich  von  einem  Stuhl  aufzustehen,  wenn  man  sich   nach  vorne  beugt  und  seinen  Schwerpunkt  von  der  Sitzfläche  über  die  Füße  verlagert.   Adrian  Neuhaus   NL  I  Physik   Ei  verschwindet  in  Flasche   In  diesem  Versuch  geht  es  darum,  ein  Ei  in  eine  Flasche  zu  bekommen  –   und  auch  wieder  heraus.  Ein  ganz  faszinierender  Trick,  bei  dem  ein  paar   Streichhölzer  zum  Einsatz  kommen.   Was  wird  gebraucht?   • • • eine  Glasflasche  mit  großer  Öffnung  wie  zum  Beispiel  eine  Milchflasche  (der   Durchmesser  der  Öffnung  sollte  etwas  kleiner  als  der  eines  Eies  sein)   ein  paar  Streichhölzer  oder  ein  Feuerzeug  und  Papier   ein  gekochtes  und  geschältes  Ei,  dessen  Durchmesser  größer  als  der  der   Flaschenöffnung  ist     Was  ist  zu  tun?   Man  nehme  die  Glasflasche,  zünde  drei  bis  vier  Streichhölzer  an  und  werfe  sie  hinein.  Hat   man  keine  Streichhölzer  zur  Hand,  kann  man  auch  ein  Feuerzeug  nehmen  und  einen   brennenden  Papierstreifen  in  die  Flasche  werfen.  Man  warte  ab,  bis  die  Streichhölzer  oder   der  Papierschnipsel  abgebrannt  sind,  und  setze  dann  schnell  das  Ei  auf  die  Flaschenöffnung.   Nun  lässt  sich  beobachten  wie  das  Ei  langsam  in  die  Flasche  rutscht.  Und  falls  das  Ei  dann   noch  heil  ist,  kann  man  es  per  Luftdruck  sogar  wieder  aus  der  Flasche  hinausbefördern.  Dazu   halte  man  die  Flasche  kopfüber,  sodass  sich  das  Ei  von  innen  auf  die  Öffnung  legt,  puste   dann  von  unten  kräftig  in  die  Flasche  und  warte  ab.     Was  ist  geschehen?   ???   Dieses  Phänomen  im  Alltag   ???   Physikalischer  Miniversuch Ein  weiterer  schöner  Eierversuch  besteht  darin,  ein  Ei  so  lange  in  Essig   liegen  zu  lassen,  bis  sich  die  Schale  aufgelöst  hat.  Dies  dauert  etwa  24   Stunden.  Das  Ei  wird  dann  nur  noch  von  der  Eihaut  zusammengehalten.   Dieses  Experiment  hat  zwar  nicht  viel  mit  Physik  zu  tun,  macht  aber   Spaß,  und  so  ein  nacktes  Ei  ist  ein  tolles  Spielzeug.  Eierschalen  bestehen   übrigens  aus  Kalziumkarbonat.  Reagiert  dies  mit  Essigsäure,  entsteht   Kohlendioxid.  Daher  bilden  sich  Bläschen  auf  der  Eierschale.     Adrian  Neuhaus   NL  I  Physik   Implodierende  Dose   Allein  durch  den  Luftdruck  bringt  man  in  diesem  Experiment  eine  Dose   zur  Implosion.  Dies  zeigt  auf  beeindruckende  Art  und  Weise  die   ungeheure  Kraft  des  Luftdrucks.  Außerdem  hat  man  einen  schönen   Knalleffekt.     Was  wird  gebraucht?   • eine  leere  Getränkedose   • Herdplatte,  Gas-‐  oder  Kerzenflamme   • Wasser   • eine  Grillzange,  um  die  heiße  Dose  anzufassen   • eine  Schale  mit  kaltem  Wasser  (am  besten  mit  Eiswürfeln)     Was  ist  zu  tun?   Man  fülle  die  Dose  etwa  einen  Zentimeter  hoch  mit  Wasser  (das   entspricht  vier  bis  fünf  Esslöffeln)  und  stelle  sie  bei  mittlerer  Hitze   auf  eine  Herdplatte  oder  halte  sie  über  eine  Kerzenflamme.   Vorsicht:  Die  Dose  wird  dabei  sehr  heiß!   Man  lässt  das  Wasser  kurz  kochen,  nimmt  dann  die  Dose  mit  der   Zange,  dreht  sie  schnell  um  und  stellt  sie  kopfüber  in  die  Schale   mit  kaltem  Wasser  (siehe  Foto).  Die  Dose  implodiert  fast   augenblicklich  mit  einem  lauten  Knall.     Was  ist  geschehen?   ???     Dieses  Phänomen  im  Alltag   ???   Adrian  Neuhaus   NL  I  Physik   Schwimmende  Büroklammer   Legt  man  eine  Büroklammer  auf  Wasser,  so  geht  sie  unter  –  klar.  Unter   bestimmten  Umständen  kann  sie  jedoch  auch  auf  Wasser  schwimmen,  wie   in  diesem  Experiment  zu  sehen  ist.  Interessant  ist  auch  die  Frage,  was   geschieht,  wenn  man  dann  noch  etwas  Spülmittel  in  das  Wasser  gibt.   Was  wird  für  dieses  Experiment  gebraucht?   • ein  Glas  Wasser   • Büroklammer   • ein  Stückchen  Papiertaschentuch  oder  Löschpapier   • etwas  Spülmittel  oder  Seife     Was  ist  bei  diesem  Experiment  zu  tun?   Man  nehme  das  Stückchen  Papiertaschentuch  oder  Löschpapier,  das  gerade  so  groß  ist,  dass   die  Büroklammer  darauf  Platz  hat,  lege  es  auf  das  Wasser  und  setzte  vorsichtig  die   Büroklammer  darauf.  Siehe  da:  Das  Papier  geht  unter,  die  Büroklammer  schwimmt.  Man   kann  auch  versuchen,  das  Glas  so  weit  mit  Wasser  zu  füllen,  dass  sich  der  Wasserspiegel   etwas  über  den  Rand  des  Glases  wölbt.  Dann  schiebt  man  die  Büroklammer  vorsichtig  auf   den  „Wasserhügel.  Will  all  dies  nicht  klappen,  hilft  es  manchmal,  die  Büroklammer  ganz   leicht  einzufetten  –  indem  man  sie  beispielsweise  an  Stirn  oder  Nase  reibt.  Wenn  die   Büroklammer  dann  schwimmt,  kann  man  einen  kleinen  Tropfen  Spülmittel  oder  etwas  Seife   ins  Wasser  geben  und  beobachten,  was  geschieht.     Was  ist  bei  diesem  Experiment  geschehen?   ???     Dieses  Phänomen  im  Alltag  und  die  Physik  der  Seifenblase   ???   Adrian  Neuhaus   NL  I  Physik   Lavalampe  bauen   Der  Engländer  Edward  Craven  Walker  hat  die  Lava-‐  oder   Astrolampe  in  den  60er  Jahren  des  vergangenen  Jahrhunderts   erfunden  und  es  dauerte  nicht  lange,  da  erlebte  sie  einen  wahren   Siegeszug.  Lavalampen  verkaufen  sich  nach  wie  vor  gut,  und  es  ist   tatsächlich  schwer,  sich  dem  Charme  der  Lava-‐Blobs  zu   entziehen,  die  sich  träge  und  zugleich  chaotisch  auf-‐  und  abbewegen.   Was  wird  gebraucht?   • ein  hoher,  durchsichtiger  Behälter  aus  Glas  oder  Kunststoff   • Wasser   • Speiseöl   • Salz   • Tinte  oder  Lebensmittelfarbe  (falls  gewünscht)     Was  ist  zu  tun?   Man  füllt  den  Behälter  etwa  vier  Zentimeter  hoch  mit  Wasser  und  gieße  sehr   vorsichtig  etwa  einen  Zentimeter  Öl  darauf.  Dabei  kann  man  den  Behälter  ein  wenig   zur  Seite  neigen  und  das  Öl  über  das  Glas  oder  Kunststoff  auf  das  Wasser  fließen   lassen,  damit  die  Flüssigkeiten  nicht  durcheinandergeraten.  Dann  gibt  man  noch  ein   wenig  Tinte  oder  Lebensmittelfarbe  dazu.  Lässt  man  schließlich  etwas  Salz  auf  das  Öl   rieseln,  kann  man  den  Lavalampen-‐Effekt  beobachten.     Was  ist  geschehen?   ???     Wie  funktioniert  die  echte  Lavalampe?   ???     Adrian  Neuhaus