Sachunterricht – Technik
Wer sitzt am längeren Hebel? – Geräte und Werkzeuge mit Hebelwirkung
Christine Behr
Mit Illustrationen von Carmen Hochmann und Katharina Friedrich
Was haben Hammer, Brechstange, Flaschenöffner und Schraubenschlüssel gemeinsam? Sie sind nicht nur nützlicher Helfer und unverzichtbare Werkzeuge im Alltag, sondern funktionieren nach dem gleichen Prinzip. Den Hebel als mechanischen Kraftwandler lernen die Schülerinnen und Schü- ler in dieser Unterrichtseinheit kennen. Ausgehend von ihren Erfahrungen erarbeiten sie die Hebel- gesetze theoretisch und praktisch.
KOMPETENZPROFIL
Klassenstufe: 2
Dauer: ca. 8 Unterrichtsstunden
Kompetenzen: Probleme lösen; Zusammenhänge herstellen; Funktionsweisen mechanischer Geräte erkunden
Thematische Bereiche: Hebelgesetz; Geschichte des Hebels; Werkzeuge mit Hebelwir- kung; Wippe
Medien: Arbeitsblätter, Texte, Bilder, Experiment, Test, Selbsteinschät- zungsbogen, Beobachtungsbogen
Organisatorisches: Materialien für Versuche vorbereiten (z. B. Stangen, Gewichte)
© gettyimages/iStock/css0101
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© RAABE 2020
Auf einen Blick
Legende der Abkürzungen:
AB: Arbeitsblatt; BD: Bilder/Bildkarten; EX: Experiment; TX: Text
UG: Unterrichtsgespräch; LV: Lehrervortrag; EA: Einzelarbeit; PA: Partnerarbeit
einfaches Niveau mittleres Niveau schwieriges Niveau
1./2. Stunde
Thema: Hebel als Werkzeug kennenlernen
Einstieg: Bilder M 25 (Hebel im Alltag) und/oder verschiedene Werkzeuge und Geräte zeigen (Frage: Was haben diese gemeinsam?); Alternative: Konkrete Prob- lemlösung: Wie schafft es ein Kind, das Lehrerpult anzuheben?
M 25 (BD) Hebel im Alltag / SuS betrachten die Bilder und äußern sich dazu, LP stellt ggf. Fragen wie „Was haben die Bilder gemeinsam?“, „Welche Werkzeuge werden hier benutzt?“, „Wozu dienen die Werkzeuge?“ (UG)
M 1 (BD) Lara hat eine Idee / SuS schneiden die Bilder aus, ordnen sie in der richti- gen Reihenfolge und tauschen sich darüber aus (PA)
M 2–M 4 (AB) Lara hat eine Idee / SuS setzen sich genauer mit der Bildergeschichte aus- einander und bearbeiten Aufgaben dazu (EA, PA)
Vorbereitung: ggf. geeignetes Präsentationsmedium für Bilder M 25 vorbereiten; Stan- ge(n) und Gewicht(e) (z. B. Schultaschen) vorbereiten
Benötigt: Stange(n) Gewicht(e)
3./4. Stunde
Thema: Informationen zum Hebel
M 5–M 7 (AB) Ein Kraftwandler / SuS lesen einen Text und beschriften eine Grafik (EA, PA); im Anschluss werden an konkreten Beispielen Drehpunkt, Lastarm und Kraftarm gezeigt und benannt (UG); ggf. zusätzlicher Versuch „Buch an Tischkante“ (PA)
M 8–M 10 (AB) Schon früh genutzt / SuS lesen einen Text zur Geschichte des Hebels und der Erforschung durch Archimedes und beantworten Fragen dazu (EA, PA)
5. Stunde
Thema: Hebel im Alltag
M 11–M 13 (AB) Die kenn ich doch! / SuS ordnen Bezeichnungen zu Bildern von Hebeln zu und beschäftigen sich mit deren Nutzen (EA, PA)
M 14 (AB) Was benutze ich? / SuS notieren als Hausaufgabe Hebel aus ihrem Alltag (EA)
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Lara hat eine Idee – Bilder M 1
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Ein Kraftwandler – Informationen zum Hebel
Aufgabe 1: Lies den Text.
Der Hebel
Ein Hebel ist eine Stange. Diese dreht sich um einen Punkt. Den Punkt nennt man auch Drehpunkt. Die Stange liegt an diesem Punkt auf. Sie geht auf einer Seite nach unten und auf der anderen nach oben.
Der Hebel hat 2 Seiten. Man nennt sie auch Arme. Sie heißen Lastarm und Kraftarm. Am Lastarm ist das Gewicht (zum Beispiel ein Stein). Am Kraftarm wirkt eine Kraft. Das kann die Kraft eines Menschen sein.
Der Kraftarm ist meist länger als der Lastarm.
Aufgabe 2: Beschrifte.
(1) Drehpunkt • (2) Lastarm • (3) Kraftarm • (4) Gewicht
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Schon früh genutzt – Geschichte des Hebels
Aufgabe 1: Lies den Text.
Die Geschichte des Hebels
Menschen benutzen schon seit über 4 000 (viertausend) Jahren einfachen Maschinen.
Auch mit dem Hebel arbeiteten sie. Damit konnten schwere Gegenstände leichter angehoben werden. Die Ägypter benutzten den Hebel zum Beispiel beim Bau der
Pyramiden.
Doch erst Archimedes erforschte den Hebel genauer. Er lebte im antiken Griechenland. Archimedes war ein
berühmter Erfinder. Er fand heraus, dass die Länge des Hebels wichtig ist. Das war eine seiner wichtigsten Entdeckungen.
Aufgabe 2: Was ist richtig? Kreuze an.
a) Seit wann benutzen Menschen einfache Maschinen?
seit 40 Jahren seit über 4 000 (viertausend) Jahren
b) Wozu benutzen die Ägypter Hebel?
zum Bau von Autos zum Bau der Pyramiden
c) Wer erforschte den Hebel genauer?
Archimedes Antonius
d) Wer war Archimedes?
ein Musiker ein berühmter Erfinder
e) Archimedes fand heraus, dass die Länge des Hebels ...
... wichtig ist. ... egal ist.
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