PLANUNGSGRUNDLAGE – UNTERRICHTSVORBEREITUNG
Studentin: Eschlböck Michaela Fach/ Bereich: Sachunterricht
Klasse: GS II, 4a, VS Erdbergstraße 76
Thema: Experiment „Die Luftballonrakete“
Lernziele
• Die Schülerinnen und Schüler verstehen, dass jede Kraft eine gleichgroße Gegenkraft mit sich bringt.
• Die Schülerinnen und Schüler erkennen, dass je stärker eine Kraft ist, umso schneller wird der Körper (Luftballon) beschleunigt.
Geplanter Unterrichtsverlauf und methodisch-didaktisches Vorgehen
Einstieg Plenum 5
Min.
An der Tafel hängen verdeckt unterschiedliche Bilder. Eine Schülerin oder ein Schüler beginnt und deckt eines der Bilder auf. Durch weiterrufen wählt sie oder er das nächste Kind aus, welches ein weiteres Bild umdreht.
Wenn alle Bilder aufgedeckt wurden, überlegen wir zusammen, was die Bilder denn miteinander zu tun haben und ich führe das Wort „Rückstoßprinzip“ ein.
Einführung Plenum 20
Min.
Im Anschluss informiere ich die Kinder, dass es in der heutigen Stunde darum geht, wie eine Rakete zum Fliegen gebracht wird und präsentiere ihnen dazu das Experiment. Zunächst werden dazu die Einzelteile vorgestellt.
à Schnur = Flugbahn
à Strohhalm = Verbindung zwischen Flugbahn und Rakete, damit diese auf der Bahn bleibt à Luftballon = Rakete
Während des Erklärens baue ich das Experiment zeitgleich auf. Der Strohhalm wird auf die Schnur gefädelt. Zwei Kinder assistieren, indem sie die Schnur gespannt halten. Ich puste den Ballon stark auf und halte das offene Ende zu, sodass keine Luft ausströmen kann. Ein weiteres Kind hilft, indem es zwei Streifen Isolierband auf den Strohhalm anbringt. Ich klebe
den Luftballon darauf an und lasse das Ende los. Direkt anschließend wird der Versuch noch einmal durchgeführt. Allerdings puste ich den Ballon dazu deutlich weniger stark auf.
Beobachtungen besprechen und Vermutungen formulieren:
Im Plenum versuchen wir den Ablauf des Experimentes sprachlich zu beschreiben und wiederzugeben. Gemeinsam mit den Kindern kläre ich so den physikalischen Vorgang des Rückstoßprinzips.
Durch die Luft, welche aus dem Luftballon strömt, entsteht eine Kraft.
Jede Kraft hat eine gleich große Gegenkraft.
In unserem Versuch drückt die Luft, die aus dem Ballon strömt, diesen mit der gleichen Kraft in die entgegengesetzte Richtung.
Beim Rückstoßprinzip gibt es für jede Aktion also eine gleich starke Reaktion.
Danach stellt sich die Frage:
à Warum fliegt die Rakete manchmal schneller und weiter, manchmal langsamer und weniger weit?
Die Schülerinnen und Schüler werden nun in gleichgroße Gruppen geteilt, um sich forschend mit dieser Fragestellung auseinanderzusetzen.
Gruppeneinteilung und Materialausgabe:
Einteilung der Gruppen und Ausgabe der Materialien. Durch Abzählen bis 4 werden die Kinder nun in Gruppen aufgeteilt und jeder Gruppe ein Platz im oder vor dem Klassenraum zugeteilt. Jede Gruppe erhält die Materialien (3m lange Schnur, einen halben Strohhalm, einen Luftballon für jedes Kind, eine Rolle Isolierband, 1 Schere, 1 Klammer, 1 Maßband, Dokumentationsblatt).
Durchführung Einzelarbeit/
Teamarbeit 20 Min.
Die Schülerinnen und Schüler führen das Experiment nun in Kleingruppen selbstständig durch. Zunächst soll jede Schülerin und jeder Schüler ohne Vorgabe den Versuch einmal ausprobieren können. Dann soll die Gruppe herausfinden, was es braucht, damit die Luftballonrakete (1.) möglichst weit und schnell und (2.) möglichst wenig weit und langsam fliegt. Außerdem sollen sie (3) individuelle Ideen und Beobachtungen, welche die Kleingruppe im Rahmen ihrer forschenden Tätigkeit feststellen können, notieren. Sie sollen dazu nach jedem Versuch mit der Klammer markieren, wie weit der Luftballon geflogen ist, die Strecke mit dem Maßband abmessen und am Dokumentationsblatt festhalten.
Wichtig ist mir die Lernprozesse der Schülerinnen und Schüler zu beobachten und zu unterstützen. Außerdem achte ich darauf die Kinder rechtzeitig über die noch zur Verfügung stehende Zeit zu informieren, so dass sie nicht so plötzlich aus ihrem Tun herausgerissen werden.
Ausklang Präsentation der Arbeitsergebnisse Plenum 10 Min.
Alle Kinder treffen sich im vorderen Bereich des Klassenraumes im Sitzkreis. Jede Kleingruppe soll sich nun mit einem Textmarker die beiden Versuche kennzeichnen, bei welchem die Ballonrakete die längste bzw. kürzeste Strecke zurückgelegt hat. Danach wird unter folgenden Gesichtspunkten im Plenum reflektiert:
à Welche kürzesten bzw. längsten Wegstrecken haben die Gruppen erzielen können.
à Welche Beobachtungen konnten sie feststellen bzw. welche Vermutungen haben sie, warum dies so ist.
à Welchen Transfer können wir anhand unserer Beobachtungen zum Rückstoßprinzip herstellen?
Benötigte Materialien
Bilder, Magnete, Schnur, Strohhalm, Luftballon, Klebeband, Schere, Klammern, Maßband, Dokumentationsblatt
Nützliche Informationen für mich:
Der Rückstoß wird beispielsweise in folgender Weise genutzt:
• Quallen stoßen Wasser in einer bestimmten Richtung aus. Sie bewegen sich dadurch in der entgegengesetzten Richtung.
• Bei Raketen werden Verbrennungsgase mit hoher Geschwindigkeit in der einen Richtung ausgestoßen. Die Rakete bewegt sich dadurch in der entgegengesetzten Richtung. Nähere Erläuterungen dazu sind unter dem Stichwort „Raketenantrieb“
gegeben.
• Bei Flugzeugen (Düsentriebwerke, Turboprotriebwerke) werden ebenfalls Verbrennungsgase in der einen Richtung ausgestoßen, die eine Bewegung des Flugzeuges in der entgegengesetzten Richtung bewirken.
• Bei Schiffen erfolgt der Antrieb und die Steuerung teilweise durch Turbinen, die angesaugtes Wasser mit hoher Geschwindigkeit ausstoßen.
• Beim Rudern wird Wasser durch die Ruderblätter in der einen Richtung bewegt. Das Boot bewegt sich dann in der entgegengesetzten Richtung.
https://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/physik-abitur/artikel/rueckstoss#
die Qualle das Flugzeug
das Ruderboot das Skateboard
die Rakete
Namen: __________________________________________________________________
Dokumentationsblatt „Die Luftballonrakete"
So funktioniert das Experiment:
1. Fädle den Strohhalm auf.
2. Haltet die Schnur gespannt.
3. Puste den Luftballon auf.
4. Klebe den Luftballon auf den Strohhalm.
5. Lass die Rakete fliegen!
So kannst du dein Ergebnis gut abmessen:
1. Markiere den Landepunkt (Klammer beim hinteren Ende des Strohhalmes).
2. Miss die Länge mit dem Maßband.
3. Trage dein Ergebnis ein.
Meine Versuchsergebnisse:
__________________________________________________________________________
C cm cm cm cm cm
Längste Strecke: __________ cm
Kürzeste Strecke: __________ cm
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