Arbeitsblatt: Postenarbeit Magnetismus

Der Kompass Hier geht es darum wie ein Kompass funktioniert damit wir ihn zu unserer Orientierung nutzen können. Auf dem Schiff und im Flugzeug ist der Kompass ein sehr wichtiges Instrument um den Kurs halten zu können. Ziele: Du weißt wie ein Kompass funktioniert. Du kannst einen einfachen Kompass herstellen. Du weißt, welche Rolle die Erde für das Funktionieren des Kompass spielt. Materialien: Kompassnadel Stabmagnet grosser Nagel Faden Klebeband Arbeitsanweisungen: 1. Lies zuerst den Text über die Geschichte des Kompass. 2. Eine Person von euch soll nun den Stabmagneten in die Hand nehmen. Die andere Person führt die Kompassnadel um den Stabmagneten herum. Fällt euch etwas auf am Kompass, wohin zeigt die Nadel? Im Lernjournal habt ihr bereits einen Magneten vorgegeben, zeichnet den Kompass in verschiedenen Lagen zum Magneten ab. 3. Versucht nun selber einen Kompass herzustellen. Dazu müsst ihr einen Nagel nehmen und mit einem Stabmagneten über den Nagel fahren und zwar immer in der gleichen Richtung, nicht hin und her. Dies müsst ihr etwa 40-mal machen. Wenn das geschehen ist, dann hängt den Nagel am Faden an ein Pult. Nehmt nun den Kompass zur Hand und überprüft, ob der Nagel ebenfalls als Kompass gelten kann. Versucht im Lernjournal die Fragen dazu zu beantworten! Magnete und ihre Eigenschaften 1 In diesem Posten geht es um natürliche und künstliche Magnete. Du sollst gewisse Eigenschaften herausfinden, die Magnete haben. Ziele: Du weißt was natürliche Magnete sind. Du kannst einen Magneten zeichnen und ihn beschriften. Material: Text „Natürliche Magnete Stabmagnete, Hufeisenmagnet Nägel Kompass Schnur Klebeband je einen roten und grünen Farbstift Arbeitsanweisungen: 1. Lies den kurzen Text mit dem Titel „Natürliche Magnete und beantworte die dazu gestellten Fragen. 2. In den weiteren Versuchen geht es um künstliche Magnete, die eine viel grössere magnetische Kraft haben als natürliche Magnete. Haltet einen Stabmagneten und einen Hufeisenmagneten über eine Schachtel voller Nägel. Was kannst du beobachten? Notiere einen Satz und mache eine Skizze dazu! 3. Hängt einen Stabmagneten mit einer Schnur frei drehbar auf. Nimm einen Kompass zur Hand, was kannst du feststellen? Notiere deine Beobachtungen und versuche eine mögliche Erklärung zu finden für das Verhalten des Stabmagneten. Erstelle dann eine Zeichnung eines Stabmagneten mit der richtigen Beschriftung und ausgemalt mit den Farben rot und grün. Magnete und ihre Eigenschaften 2 Hier geht es um die Pole eines Magneten. Ihr werdet euch die Frage stellen, wie sich die Pole zweier Magneten gegenseitig verhalten. Ziele: Du kennst die Gesetzmässigkeit der Pole eines Magneten. Material: 2 Stabmagnete Nägel Schnur Klebeband je einen roten und grünen Farbstift Arbeitsanweisungen: Achtung: Eure Beobachtungen und Skizzen könnt ihr auf dem Lernjournal „Magnete und ihre Eigenschaften unter den Punkten 4 und 5 festhalten! 4. An einem Pult sollt ihr zwei Stabmagnete frei drehbar aufhängen. So, dass sie nicht zu nah sind aber auch nicht zu weit auseinander. Dann lässt ihr sie gegeneinander pendeln. Was stellt ihr fest? Macht eine Skizze davon. 5. In eine Schachtel mit Nägeln haltet ihr nun 2 übereinander liegende Stabmagneten die so liegen, dass sich ihre a) gleichnamigen Pole berühren b) ungleichnamigen Pole berühren. Was könnt ihr beobachten, evtl. müsst ihr die Nägel zählen, die an den Magneten hängen bleiben. Was stellt ihr fest? Der Kompass Lernjournal Lösungen und Beobachtungen: 1. Weißt du warum der arabische Kapitän das Eisenfischchen in einen Teller mit Wasser gelegt hat 2. Hier kannst du die Nadel des Kompasses in verschiedenen Lagen zum Magneten einzeichnen. Male den Magneten mit den richtigen Farben aus. Die Kompassnadel zeigt immer: (Denke an die Gesetzmässigkeit die du bereits kennst über das Verhalten der Pole zweier Magnete) Interpretation: Kannst du dir vorstellen, weshalb die Kompassnadel in diese Richtung zeigt? 3. Was passiert mit dem Nagel? Interpretation: Weshalb richtet sich dieser Nagel überhaupt aus, hast du dafür eine Erklärung? 1 Der Kompass Lernjournal Warum musstet ihr mit einem Magneten über den Nagel fahren? Das Elementarmagnetmodell: (Dieser Teil wird mit der gesamten Klasse angeschaut) 2 Skizzen Nagel im magnetisierten Zustand: Nagel im entmagnetisierten Zustand: 2 Der Kompass Lernjournal Lösungen und Beobachtungen: 1. Weißt du warum der arabische Kapitän das Eisenfischchen in einen Teller mit Wasser gelegt hat Damit sich das Eisen in die richtige Richtung bewegen kann. Würde es auf dem Teller aufliegen gäbe es zu viel Reibung und das Fischchen könnte nicht als Kompass funktionieren. 2. Hier kannst du die Nadel des Kompasses in verschiedenen Lagen zum Magneten einzeichnen. Male den Magneten mit den richtigen Farben aus. Die Kompassnadel zeigt immer: Zum magnetischen Südpol (d.h. sie selber ist ein mag. Nordpol) (Denke an die Gesetzmässigkeit die du bereits kennst über das Verhalten der Pole zweier Magnete) Interpretation: Kannst du dir vorstellen, weshalb die Kompassnadel in diese Richtung zeigt? Die Nadel ist ein mag. Nordpol und wird vom Südpol des Magneten angezogen, vom Nordpol aber abgestossen. Wenn sich die Kompassnadel also ausrichtet, dann zeigt ihr magnetischer Nordpol zum magnetischen Südpol der Erde, welcher aber als geografischer Nordpol bezeichnet wird. 3. Was passiert mit dem Nagel? Der Nagel richtet sich in einer Nord-Süd Achse aus. Interpretation: Weshalb richtet sich dieser Nagel überhaupt aus, hast du dafür eine Erklärung? Der Nagel ist ein Kompass und hat selber einen Nord und Südpol. Warum musstet ihr mit einem Magneten über den Nagel fahren? Der Nagel ist nicht einfach so magnetisch, man muss ihn magnetisieren, das heisst, die Elementarmagnete in ihm ausrichten, so, dass der Nagel magnetisch wird und als Kompass wirken kann. 1 Der Kompass Lernjournal Das Elementarmagnetmodell: (Dieser Teil wird mit der gesamten Klasse angeschaut) 2 Skizzen Nagel im magnetisierten Zustand: Nagel im entmagnetisierten Zustand: 2 Magnete und ihre Eigenschaften Lernjournal Lösungen und Beobachtungen: 1. Aus welcher Stadt waren bereits im Altertum Magnete bekannt? Von welchem Gestein geht eine magnetische Kraft aus? 2. Notiere deine Beobachtungen: Skizze: Interpretation: Magnete sind Körper, die . Ihre Stellen stärkster Anziehung nennt man . 3. Was passiert mit dem Stabmagneten? Kannst du dir nun vorstellen wie die Pole eines Magneten genannt werden? Skizze eines Magneten mit Beschriftung und mit den entsprechenden Farbe gemalt: 1 Magnete und ihre Eigenschaften Lernjournal 4. Was passiert mit den beiden Stabmagneten? Erstelle eine Skizze, die Stabmagnete sollen gleich gezeichnet werden wie oben! Skizze: Interpretation: Versuche eine Gesetzmässigkeit zur Anziehung und Abstossung zweier Magneten zu formulieren. Gleichnamige Pole . 5. Beobachtung: Interpretation: Bedeutung im Alltag: Kannst du dir vorstellen wo all diese Eigenschaften die du jetzt über den Magneten herausgefunden hast in unserem Alltag nützlich sein könnten? 2 Magnete und ihre Eigenschaften Lernjournal Lösungen und Beobachtungen: 1. Aus welcher Stadt waren bereits im Altertum Magnete bekannt? Magnesia, auch Magnisa, Manisa Von welchem Gestein geht eine magnetische Kraft aus? Eisenerze 2. Notiere deine Beobachtungen: Die Nägel werden von den Magneten angezogen. An den Magnetenden haften sie besonders stark. Da Nägel aus Eisen sind, werden sie von Magneten angezogen. Skizze: Interpretation: Magnete sind Körper, die aus Eisen anzuziehen vermögen. Ihre Stellen stärkster Anziehung nennt man magnetische Pole. 3. Was passiert mit dem Stabmagneten? Der Stabmagnet pendelt sich so ein, dass er immer mit dem gleichen Ende nach Norden, bzw. Süden zeigt. Das grüne Ende zeigt immer in Richtung Süden und das rote in Richtung Norden. Kannst du dir nun vorstellen wie die Pole eines Magneten genannt werden? Das nach Norden zeigende Ende (rot) nennt man magnetischen Nordpol. Das nach Süden zeigende Ende (grün) nennt man magnetischen Südpol. Skizze eines Magneten mit Beschriftung und mit den entsprechenden Farbe gemalt: 4. Was passiert mit den beiden Stabmagneten? Erstelle eine Skizze, die Stabmagnete sollen gleich gezeichnet werden wie oben! Die gleichfarbenen Enden zweier Magneten stossen sich ab (rot-rot, grün-grün), ungleichfarbene Enden ziehen sich an (rot-grün). 1 Magnete und ihre Eigenschaften Lernjournal Skizze: Interpretation: Versuche eine Gesetzmässigkeit zur Anziehung und Abstossung zweier Magneten zu formulieren. Gleichnamige Pole stossen sich ab, ungleichnamige Pole ziehen sich an. 5. Beobachtung: Wenn gleichnamige Pole über die Kiste gehalten werden, werden mehr Nägel angezogen, als wenn zwei ungleichnamige Pole über die Kiste gehalten werden. Interpretation: Gleichnamige Pole verstärken die Wirkung, ungleichnamige schwächen sie. Bedeutung im Alltag: Kannst du dir vorstellen wo all diese Eigenschaften die du jetzt über den Magneten herausgefunden hast in unserem Alltag nützlich sein könnten? Autokran auf dem Schrottplatz Navigation (Flugzeug, Schiff) Falschmünzensperre in einem Automaten (Getränkeautomat) in der Forschung (Teilchenbeschleuniger) 2 Das magnetische Kraftfeld Zeichne die Feldlinien vom Hellraumprojektor ab. Lies den Text zu den Feldlinien, im Buch Natur Plus 8, Seite 149 (linke Spalte) und beantworte die untenstehenden Fragen. Feldlinie: ROT ROT 1) Wie nennt man den bestimmten Bereich, um jeden Magneten, in dem die magnetische Kraft wirksam ist? 2) Wo werden besonders viele Eisenteilchen angezogen? 3) Warum wird der Abstand zwischen den Feldlinien nach Aussen immer grösser? Posten 2 Was passiert wenn ich einen Glasstab an einem Fell, einem Seidentuch oder einem Wollenpullover reibe und ihn dann über Konfettis halte? Vermutung: Schreibe deine Vermutung hier auf bevor du deinen Versuch durchführst. Material das dir für diesen Versuch zur Verfügung steht: Glasstab Fell Seidentuch Wollenpullover Konfetti Methode: 1) Reibe den Glasstab am Seidentuch und drehe ihn in den Konfettis. Schreibe deine Beobachtung unten auf. 2) Hallte den Glasstab zwei bis drei Mal an den Radiator bevor du weiter machst, um ihn zu entladen. Reibe dann den Glasstab am Fell und drehe ihn in den Konfettis. Schreibe deine Beobachtung unten auf. 3) Hallte den Glasstab zwei bis drei Mal an den Radiator bevor du weiter machst, um ihn zu entladen. Reibe dann den Glasstab am Wollenpullover und drehe ihn in den Konfettis. Schreibe deine Beobachtung unten auf. Beobachtungen: 1) Seidentuch 2) Fell 3) Wollenpullover Auswertung: Was war an deiner Vermutung richtig, was war falsch? Weisst du warum die Konfettis am Stab kleben bleiben? Fragen rund um den Magnetismus Versuche die Fragen zu beantworten. Schreibe die Fragen ab und beantworte sie. 1. Wie bezeichnet man den grün gefärbten Pol? 2. Wie bezeichnet man den rot gefärbten Pol? 3. Wie bezeichnet man einen U- Magneten noch? 4. Wie heißen die Linien, die einen Magneten umgeben? 5. Wo hat ein Magnet seine größte Kraft? 6. Wie nennt man den Raum, in dem der Magnet wirkt? 7. Womit kann man Feldlinien sichtbar machen? 8. Welche Richtung haben die Feldlinien? 9. Kann man einen Magneten mit nur einem Pol herstellen? 10. Was passiert, wenn man zwei gleichnamige Pole aneinander hält? 11. Was passiert, wenn man zwei ungleichnamige Pole aneinander hält? 12. Welche Metalle werden von einem Magneten angezogen? 13. Kann man einen Eisennagel magnetisieren? 14. Durch welche Materialien wirkt das Magnetfeld hindurch? 15. Wie nennt man die kleinsten Teilchen bei einem magnetisierbaren Gegenstand? 17. Was passiert beim Magnetisieren einer Stricknadel? 18. Wie heißt ein länglicher, rechteckiger Magnet? 19. Wo verwendet man Magnete im Haushalt? Fragen rund um den Magnetismus Versuche die Fragen zu beantworten. Schreibe die Fragen ab und beantworte sie. 1. Wie bezeichnet man den grün gefärbten Pol? Südpol 2. Wie bezeichnet man den rot gefärbten Pol? Nordpol 3. Wie bezeichnet man einen U- Magneten noch? Hufeisenmagnet 4. Wie heißen die Linien, die einen Magneten umgeben? Feldlinien 5. Wo hat ein Magnet seine größte Kraft? An den Polen 6. Wie nennt man den Raum, in dem der Magnet wirkt? Magnetfeld 7. Womit kann man Feldlinien sichtbar machen? Mit Eisenfeilspänen 8. Welche Richtung haben die Feldlinien? Sie verlaufen von Nord nach Süd 9. Kann man einen Magneten mit nur einem Pol herstellen? Nein, wenn man einen Magneten entzweibricht gibt es immer wieder einen Nord – und Südpol (Elementarmagnete). 10. Was passiert, wenn man zwei gleichnamige Pole aneinander hält? Sie stossen sich gegenseitig ab. 11. Was passiert, wenn man zwei ungleichnamige Pole aneinander hält? Sie ziehen sich gegenseitig an. 12. Welche Metalle werden von einem Magneten angezogen? Eisen (aber auch Kobalt und Nickel) 13. Kann man einen Eisennagel magnetisieren? Ja 14. Durch welche Materialien wirkt das Magnetfeld hindurch? Papier, Karton, Glasscheibe, Kunststoff 15. Wie nennt man die kleinsten Teilchen bei einem magnetisierbaren Gegenstand? Elementarmagnete 16. Was passiert beim Magnetisieren einer Stricknadel? Die Elementarmagnete ordnen sich in einer Richtung. 17. Wie heißt ein länglicher, rechteckiger Magnet? Ein Stabmagnet 19. Wo verwendet man Magnete im Haushalt? Türverschlüsse (Badezimmerschrank) Kühlschrank, Spielsachen (Fischefangen) Der Kompass Aus der Geschichte! Wahrscheinlich haben die Chinesen den Kompass erfunden. In einem Buch aus dem Jahr 1085 ist zu lesen: „Wenn Zauberer die nördliche Richtung suchen, greifen sie zu einer Nadel, reiben diese an einem Magnetstein und hängen sie an einem Stück Faden auf. Dann zeigt die Nadel normalerweise nach Norden. Bald darauf war auch den Arabern der Kompass bekannt. Sie benützten ein magnetisiertes, eisernes Fischchen als Kompass; sein Kopf zeigte nach Norden, seine Schwanzflosse nach Süden. In einer Geschichte aus dem Jahr 1230 steht: „Der Meister, der Kapitän war, wurde am Wege irre. Sofort brachte er ein hohles Eisen in Gestallt eines Fisches heraus und warf es in einem Teller mit Wasser. Es wendete sich und gelangte in Richtung nach Süden in Ruhe. Wie das kommt, weiss Gott, und kein Kluger kommt hinter das Geheimnis. Oder doch? Natürliche Magnete Gewisse Eisenerze (Gesteinsmaterialien, welche Eisen enthalten) haben die Fähigkeit, Eisenteile anzuziehen. Sie waren schon im Altertum bekannt und stammten hauptsächlich aus der Umgebung der kleinasiatischen Stadt Magnesia (andere Namen: Magnisa, Manisa). Die Kraft, welche in den Eisenerzen wohnt, hat deshalb den Namen Magnetismus oder magnetische Kraft erhalten. Ein Körper, von dem magnetische Kräfte ausgehen, wird als Magnet bezeichnet. Magnete können also Dinge anziehen, die Eisen enthalten, diese Dinge nennt man auch ferromagnetische Körper (lateinisch ferrum heisst Eisen).