Arbeitsblatt: Lektionsreihe Gezeiten

Gezeiten Ziele Du kannst erklären, wie die Kräfte heissen (Deutsch und als Fremdwort), welche die Tiden auslösen. erklären, woher diese Kräfte stammen und wie sie sich in Versuchen zeigen lassen Dauer und Ablauf der Gezeiten erläutern einen Tidenkalender lesen und daraus ableiten, wann ein Fischer mit seinem Boot auslaufen kann und wann er mit Vorteil heimkehrt. erläutern, wo auf der Erde die Gezeiten sichtbar sind, unter welchen Voraussetzungen sie vorkommen und unter welchen Bedingungen nicht. Du kennst die Fachausdrücke, die wir im Zusammenhang mit dem Thema besprochen haben. Du kannst auf Grund der Stellung von Sonne, Erde und Mond sagen, ob Hochwasser oder Niedrigwasser herrscht und wodurch diese noch verstärkt oder abgeschwächt werden können Du kannst die Mondphasen erklären Du kennst die Auswirkungen der Gezeiten auf die Gezeitenzone in Kies, Sand und Schlick. (Notizen zum Filmausschnitt) Du kannst erklären, wo es ein Gezeitenkraftwerk gibt und wie es funktioniert Du kennst die Antworten zu den Fragen zum Film über Gower, die Halbinsel auf Wales Lehrmittel Bär Europa Atlas DVD Hagemann: Die Gezeiten SF Video Ebbe und Flut Leben unter dem Meeresspiegel in den Niederlanden Siehe auch «Achtung Sendung»: 3/2007. Länge 14.30 Min. DVD und VHS ATV Videovertrieb Telefon: 0043 5572 31 026 Powerpoint Zur Lektionsreihe 38 Bilder (nicht in UMAT angeboten) Hefteinträge: Die Gezeiten (Von den Schülern selbst verfasster Text) (7) Veränderung der Wasserstände während eines Monats in StMalo (10) Gezeitentabelle (Kopie aus Bär Europa) Der Tidenhub (14) Entstehung der Gezeiten als Ergebnis zweier Kräfte (20) Funktionsweise eines Gezeitenkraftwerks (30) Das Gezeitenkraftwerk an der Rance (Text ab ppt.) (32) Die Gezeiten April 2009 1 Kopien Veränderung der Wasserstände während eines Monats in StMalo (10) Der Tidenhub (14) AB Das Gezeitenkraftwerk an der Rance (32) Aufwand ca. 7 Lektionen Die Gezeiten April 2009 2 1. Einstieg: ppt. Bilder Mont SaintMichel 2. Kommentare – Vermutungen 3. Fragen auf ppt zeigen – Schüler notieren ihre Vermutungen ins Arbeitsheft. Was versteht man unter Flut? (Ansteigen des Wassers) Was versteht man unter Ebbe? (Absinken des Wassers) Wie oft in 24 Stunden herrscht Ebbe, wie oft Flut? (2x Ebbe, 2x Flut) Wie nennt man dieses Wechselspiel? (Tiden/Gezeiten) Wie lange dauert es von Hochwasser zu Niedrigwasser? (ca. 6 Std.) Wie viele Meter macht der Unterschied zwischen Hoch und Niedrigwasser aus? (Hängt vom Ort und der Küstenform ab) Welches ist der Fachausdruck für die Differenz zwischen Niedrig und Hochwasser? (Tidenhub) Wie viele Meter macht das am Aermelkanal, zwischen Nordfrankreich und England aus? (10 m) Wo an der Deutschen Küste ist die Differenz hoch, wo gering (Nordsee 2 3 m, Ostsee gering) 4. HagemannDVD Die Gezeiten – Einleitung (2.19) Schüler ergänzen ihre Notizen 5. Antworten besprechen, im Atlas (Google Earth) Nord und Ostsee suchen. Grund für Tidenunterschiede? 6. Ebenfalls im Atlas: Wo liegt die Bretagne? – Saint Malo suchen (im SWA z.B. S. 36) oder Google Earth 7. Sch. verfassen einen Text unter Verwendung ihrer Notizen ins Heft. Titel: Die Gezeiten 8. Auf anderer Karte (z.B. Folie oder auf ppt.) Bretagne suchen – St. Malo 9. Lesen Bär Europa S. 102 Die Gezeiten 10. AB Veränderung der Wasserstände Lehrerordner Bär Europa S. 89ff. Auftrag Die Gezeiten April 2009 3 11. Gezeitentabelle siehe ppt oder Bär Europa S. 103 12.Lösung (Siehe ppt) 13. Kommentar darunter: 14. Titel: Der Die Gezeiten April 2009 Tidenhub 4 15. Jetzt müssen wir uns natürlich damit auseinandersetzen, wie Ebbe und Flut zu Stande kommen. Das führt uns zuerst ins Reich der Physik. Zwei Kräfte bewirken die Entstehung der Gezeiten: Die Fliehkraft und die Anziehungskraft Die Wirkung der Fliehkraft (Zentrifugalkraft) sehen wir z.B. wenn wir nachts Velo fahren und vom nassen Reifen Wassertropfen weggespickt werden. Ferner wissen wir, dass die Erde eine Anziehungskraft (Gravitationskraft) hat, ebenso hat auch der Mond eine Anziehungskraft, sie ist geringer, weil der Mond viel kleiner ist als die Erde. a) Die Fliehkraft (Zentrifugalkraft) der Erde und des Mondes bei ihrer Drehung um die Sonne und b) die Anziehungskraft (Gravitationskraft), die der Mond auf die Erde ausübt. 16. Ich zeige die Wirkung der Fliehkraft (Zentrifugalkraft) an zwei Versuchen. Fliehkraft zweier Himmelskörper, die umeinander kreisen wie Erde und Mond: 1. (zwei unterschiedlich schwere Scheren an langer Schnur) 2. Wasserglas über vertikal über den Kopf kreisen lassen – Fliehkraft. 17. Lesen Bär Europa S. 103 Die Gezeiten April 2009 5 18. Fortsetzung DVD Die Ursache der Gezeiten (4 Min.25 sec.) Die Ursache der Gezeiten – eben die Auswirkungen von Zentrifugal und Gravitationskraft sehen wir im folgenden Film: (HagemannDVD Die Gezeiten) 19. L: Wir betrachten auf ppt einerseits die Anziehungskraft (Gravitation), die in Richtung Mond weist, sie ist auf der dem Mond zugekehrten Seite grösser. andererseits, die Fliehkraft (Zentrifugalkraft), die in die Gegenrichtung zeigt. Sie ist überall auf der Erde gleich gross. Dies erkennt man an der Länge der Pfeile. Kräfte stellt man in der Physik durch unterschiedlich lange Pfeile dar. Die Gravitationskraft ist auf der dem Mond zugewandten Seite stärker als auf der dem Mond abgewandten Seite. Die Zentrifugalkraft ist überall auf der Erde gleich gross und weist in die gleiche Richtung. 20. Eintrag ins Heft Entstehung der Gezeiten als Ergebnis zweier Kräfte Die Gezeiten sind regelmässige Schwankungen des Meeresspiegels. Da der Mond geht jeden Tag 50 Minuten später auf als am Vortag. So verzögern sich Ebbe und Flut jeden Tag um 50 Minuten. Ebbe und Flut entstehen durch die Anziehungskraft des Mondes. Auf der dem Mond zugewendeten Seite der Erde werden die Wassermassen der offenen Weltmeere zusammengezogen. Es bildet sich dort ein Wasserberg, die Flut. Auf der dem Mond abgewendeten Seite entsteht – hervorgerufen durch die Fliehkraft des Wassers – ebenfalls eine Flut. Zwischen den beiden Flutbergen wird das Wasser abgezogen; es herrscht Ebbe. Die Gravitationskraft ist auf der dem Mond zugewandten Seite stärker als auf der dem Mond abgewandten Seite. Die Gezeiten April 2009 6 Die Zentrifugalkraft ist überall auf der Erde gleich gross und weist in die gleiche Richtung. 21. Mondphasen mdl. erarbeiten WT Zeichung: Sonne, Mond, Erde nach ppt Darunter Kommentar (auch auf ppt vorhanden) 22. Wir fassen mündlich zusammen. Stichwörter Ebbe Flut Springflut/tide Niedrigwasser Zentrifugalkraft Tidenkalender Neumond 23. Filmli Badewanne 3 Min. Aussagen: Bis zu 20 kann der Tidenhub betragen. Antrieb: Mond: Wie ein Magnet zieht die Gravitationskraft des Mondes von der Erde weg, auf der Gegenseite wirkt die Fliehkraft. Erde und Mond drehen um einen gemeinsamen Schwerpunkt. Sie ist an jeder Stelle der Erde gleich gross und zeigt in der gleichen Richtung. Die Gravitation ist auf der dem Mond zugewandten Seite stärker als auf der abgewandten. Beide Flutberge sind etwa gleich gross. Auch die Sonne trägt ihren Teil zum Spiel der Gezeiten bei. Wenn Sonne und Mond in die gleiche Richtung ziehen (Neumond) addieren sie sich. Bei Halbmond ziehen sie in unterschiedliche Richtung und schwächen sich ab – Nippflut. 24. Die Kräfte summieren sich oder heben sich auf: Die Gezeiten April 2009 7 25. DVD Gezeiten: 3. Lebensraum Gezeitenzone: Kies, Sand, Schlick (3.52) Ihr seht den Filmausschnitt zweimal: Notizen dazu ins Arbeitsheft. Inhalt: Die Strandzone wird abwechselnd überflutet und geht wieder trocken. Erklärung Fels – Kies – Sand – Schlick: Kies: keine günstigen Bedingungen. Nur wenige Lebewesen können zwischen grossen Steinen überleben. Sand/Schlick (Bild in ppt): Hier leben mikroskopisch kleine Algen (Aufnahme 100x vergrössert!), vermag Meerwasser zu halten, bleibt erstaunlicherweise stabil. Bietet Schutz und Raum für Lebewesen. Je nach Korngrösse wird mehr Wasser gebunden: fein – viel Wasser, grob – wenig Wasser. In 15 cm Tiefe bleiben Temperatur und Salzgehalt etwa gleich. Wattwürmer fressen sich in die Tiefe und hinterlassen Sandhäufchen. Herz und Venusmuscheln haben Kiemen und ernähren sich von Plankton. Brandung bezeichnet die auf Untiefen und die Küste auftreffenden, vom Wind angetriebenen und sich überstürzenden Wellen eines Sees, Meeres oder Ozeans, die diesen Bereich teilweise auch stetig verändern. 26.ppt: Bild Nippflut (ohne Text) zeigen. Sch erklären Wie steht es bei dieser Konstellation mit den Gezeiten? – nachher mit Text zeigen. 27. Geografie Europas S. 104: Das Gezeitenkraftwerk an der Rance lesen 28. Fragen dazu mdl. stellen Welches sind die Voraussetzungen, die ermöglichen ein GKW zu bauen? Vergleich zwischen Wasserkraftwerken in der CH und GKW? 29.Sch. erläutern die Abläufe des GKW nach den Grafiken 105 rechts. Die Gezeiten April 2009 8 30.ppt Gezeitenkraftwerk Text Funktionsweise eines Gezeitenkraftwerks (ev. von ppt) in Heft Gezeitenkraftwerke funktionieren nach dem StaudammPrinzip und werden an Meeresbuchten und in Flussmündungen errichtet, die einen besonders hohen Tidenhub aufweisen. Damit dieser wirksam werden kann, wird die entsprechende Bucht mit einem Damm abgetrennt. In diesem Damm befinden sich Wasserturbinen, die bei Flut vom einfließenden Wasser, bei Ebbe vom ausfließenden Wasser bewegt werden. 4 Abschnitte: Schleuse, Damm, Turbinenanlage, Wehr, darüber Strasse Die Turbinen arbeiten in beiden Durchströmungsrichtungen. Dies erreicht man, indem man die Rotorenblätter umstellt. Da schon ein geringes Wassergefälle zur Stromerzeugung genutzt werden muss, kommen sogenannte Rohrturbinen zum Einsatz. 31. AB Das Gezeitenkraftwerk an der Rance Schritt für Schritt durcharbeiten an HRP mit Folien Kontrolle mit Lösung auf ppt. Arbeitsblatt aus Lehrerordner S. 93/94 zu Oskar Bär Europa 32. Die Gezeiten April 2009 9 Die Gezeiten April 2009 10 Letzter Teil DVD: Felsküste. Sch nehmen Notizen Viele Lebewesen. Pflanzen: Schwarzer Strich (keine Ölspuren!) – schwarze Flechten, sehr resistent gegen Kälte, Wasser und Trockenheit. Ebbe: Lebensbedingungen verschlechtern sich. Rinnentang Spiraltang werden trockengelegt Blasentang sind Braunalgen Knotentang noch weiter unten: Sägetang (gesägte Ränder) zuunterst: weitere Tangart, die ständig Wasser braucht. Tiere: Bei Flut kein Problem bei Ebbe. Wasserpfützen: Temperatur und Salzgehalt ändern im Schatten unter Felsen ziehen sich in Schalen ein 33. Video SF Ebbe und Flut – Leben unter dem Meeresspiegel in den Niederlanden. Materialien Achtung Sendung 3/07 Zusammenfassung – Länge 14.30 Min. Mehr als die Hälfte der Niederländer wohnen unterhalb des Meeresspiegels. Riesige Dämme und Deichanlagen machen dies überhaupt erst möglich. Sie schützen die Bevölkerung und die trockengelegten Felder vor den mächtigen Wassermassen. Der Film zeigt aber: Ebbe und Flut spielen trotzdem eine zentrale Rolle im Leben der Menschen an den holländischen Küstengebieten. Stichwörter Damm, Deich, Düne, Ebbe, Entwässerung, Flut, Holland, Landgewinnung, Landwirtschaft, Meer, Meeresspiegel, Muschelfischer, Natur, Niederlande, Pfahlwurm, Polder, Segelschiff, Springflut, Sturmflutwehr, Trockenlegung, Überschwemmung, Umwelt, Windmühle Ziele Die SchülerInnen . 1. verstehen, warum die Niederländer Dämme und Deiche bauen. 2. können nachvollziehen, wie die Niederländer neues Ackerland gewinnen. 3. sehen die Deichanlagen unter den Gesichtspunkten Landwirtschaft, Lebensraum, Archäologie. Schau dir den Film an und notiere die wichtigsten Stichwörter. Beantworte anschliessend die Fragen im Detail. Arbeite auch mit dem OnlineMaterial auf www.myschool.sf.tv/sendungen 1. Nenne zwei Gründe für die Entstehung von Ebbe und Flut. 2. Wie hat sich die Küste der Niederlande in den letzten Jahrtausenden entwickelt? 3. Wann gab es die letzte Überschwemmung in den Niederlanden? Was passierte? Die Gezeiten April 2009 11 4. Nenne zwei Flüsse, die im Film vorkommen. 5. Warum ist es wichtig, dass Nährstoffe durch die Tore der Deichanlagen gelangen können? 6. Wieso muss der Wirt sein altes Restaurant aufgeben? Was ist beim neuen Restaurant anders als beim alten? 7. Wie holen sich die Niederländer ihr Land zurück? Nenne drei Schritte. 8. Was bedeutet das Wort «Polder»? 9. Wofür verwendete man die vielen Windmühlen in den Niederlanden? 10. Nenne drei Gegenstände, die der frühere Meeresgrund preisgab. 11. Neben den wertvollen Gewürzen aus Übersee brachten die Niederländer auch eine unerwünschte Fracht nach Hause. Welche? Warum war diese so gefährlich? 12. Jap Backer sagt: «Gott schuf die Welt, aber wir Niederländer haben die Niederlande geschaffen.» Was meint er damit? Die Gezeiten April 2009 12 Lösungen 1. Nenne zwei Gründe für die Entstehung von Ebbe und Flut. Der Mond, der wie ein Magnet mit seiner Anziehungskraft den Meeresspiegel zu sich hinzieht. Die Erde, die sich dreht. Deshalb ist das Wasser der Meere in ständiger Bewegung. 2. Wie hat sich die Küste der Niederlande in den letzten Jahrtausenden entwickelt? Durch den ständigen Wechsel der Gezeiten: Zuerst war das Meer ganz weit draussen, dehnte sich aber immer mehr aus, die Niederlande wurden immer kleiner. Vor ein paar Hundert Jahren nahmen die Niederländer den Kampf mit dem Meer auf und eroberten immer mehr Land zurück. 3. Wann gab es die letzte Überschwemmung in den Niederlanden? Was passierte? Im Frühjahr 1953. Die Deiche brachen und weite Teile des Landes wurden überflutet. Fast 2000 Menschen ertranken. 4. Nenne zwei Flüsse, die im Film vorkommen. Rhein, Maas, Schelde 5. Warum ist es wichtig, dass Nährstoffe durch die Tore der Deichanlagen gelangen können? Damit die Muscheln mit Nährstoffen versorgt werden und damit so die Lebensgrundlage der Muschelfischer erhalten bleibt. 6. Wieso muss der Wirt sein altes Restaurant aufgeben? Was ist beim neuen Restaurant anders als beim alten? Aus Sicherheitsgründen: Man erwartet in den nächsten 200 Jahren mehr Wasser. Die Pfähle, auf denen das neue Restaurant steht, sind 1.5 Meter höher als die Pfähle des alten Restaurants – nämlich 7 Meter statt 5.5 Meter. 7. Wie holen sich die Niederländer ihr Land zurück? Nenne drei Schritte. Überschwemmtes Land eindeichen, Wasser abpumpen, trockenlegen 8. Was bedeutet das Wort «Polder»? «Polder» ist ein Begriff für neu entstandenes Ackerland, das nach der Trockenlegung zurückbleibt. Lösungen 1. Einfluss von Gravitationskraft des Mondes und Zentrifugalkraft der Erddrehung. Schwächer: Einfluss der Sonne. 2. Zuerst reichte das Land viel weiter ins Meer hinaus (Eiszeiten). Dann drang das Meer immer mehr ins Land vor. Heute ringen die Holländer dem Meer wieder weite Flächen ab, die sie für die Landwirtschaft verwenden. 3. 1953 4. Schelde, Maas, Rhein 5. Nährstoffe, Muschelfischer 6. Sicherheitsgründe. Das neue Restaurant steht auf Pfählen, die 1.5 höher sind 7. Eindeichung. Schaffung von Poldern, Entwässern durch Entwässerungsgräben und Kanäle Die Gezeiten April 2009 13 8. 9. 10. 11. Polder: trockengelegtes Land, das jetzt als Ackerland kultiviert werden kann. als Pumpen Kanonenkugeln, Tonpfeifen, Schiffswracks Pfahlwurm. Frass die Holzbohlen der alten Dämme. Die mussten durch Steindämmer ersetzt werden. 12. Die Niederländer haben dem Meer viel Land abgerungen. Die Gezeiten April 2009 14