Arbeitsblatt: Boote bauen Grundlage

Versuch 1 Du findest heraus, was Auftrieb ist. Du weisst, wann ein Objekt schwimmt. Material: Wassereimer Grosse Blechdose Teppichklebband Messbecher Vorversuch: 1. 1.Fülle den Eimer mit Wasser etwas mehr als halbvoll. 2. Stelle die Dose auf das Wasser. Oben ist sei offen, unten zu. 3. Drücke die oben auf die Dose und versuche sie unter Wasser zu drücken. Erklärung: Du brauchst Kraft, um dies zu tun. Du spürst den Auftrieb. Versuch: 1. Markiere im Eimer den Wasserstand mit einem Stück Teppichklebeband. 2. Giesse 5dl Wasser dazu und markiere auch den neuen Wasserstand. 3. Schöpfe nun die 5 dl Wasser wieder ab. 4. Stelle nun die Dose wieder auf das Wasser. Was denkst du, wie viel Wasser musst du in die Dose giessen, bis wieder der obere Wasser stand erreicht ist? Schreibe deine Vermutung ins Experimenteheft. 5. Probiere nun aus, wie viel Wasser es tatsächlich braucht. Zeichne ins Experimenteheft eine Skizze des Versuches und beschreibe den Versuch. Schreibe eine Vermutung auf, warum es gerade diese Menge Wasser braucht, um den oberen Wasserstand zu erreichen. 6. Lies nun die Auflösung auf der Lösungskarte und schreibe den Merksatz in dein Experimenteheft. 7. Räume deinen Arbeitsplatz sauber auf. Lösungskarte Versuch 1 Um wieder den gleichen Wasserstand zu erreichen, musst du wieder 5 dl Wasser in die Dose füllen. Du musst also gleichviel Wasser mit der Dose verdrängen, wie du abgeschöpft hast, um den gleichen Wasserstand zu erreichen. Wenn du nun mehr Wasser in die Dose füllst, wird sie untergehen. Bei schwimmenden Objekten wirken also zwei Kräfte: Der Auftrieb und das Gewicht des Körpers (Dose oder Boot). Ist der Auftrieb grösser als das Gewicht, schwimmt das Objekt. Ist das Gewicht grösser als der Auftrieb, geht das Objekt unter. Bei schwimmenden Objekten wirken zwei Kräfte: Der Auftrieb und das Gewicht des Körpers (Dose oder Boot). Ist der Auftrieb grösser als das Gewicht, schwimmt das Objekt. Ist das Gewicht grösser als der Auftrieb, geht das Objekt unter. Das ist wichtig für das Boot: • Wenn das Boot schwerer als sein Auftrieb ist, geht es unter. Versuch 2 Du findest heraus, wie stark Wasserteilchen (Moleküle) sind. Material: Wasserglas Korkscheibe Verschiedene Hilfsgeräte 1. Fülle das Wasserglas bis knapp unter den Rand mit Wasser. 2. Lege nun die Korkscheibe auf das Wasser. Sie schwimmt zum Glasrand. 3. Befördere die Korkscheibe genau in die Mitte des Wassers im Glas, ohne sie zu berühren. TIPP: Du brauchst mindestens eines der Hilfsgeräte und Wasser dazu. Schreibe in dein Experimenteheft, was du alles probiert hast und mache eine Skizze zum Versuch. 4. Lies nun die Auflösung auf der Lösungskarte und schreibe den Merksatz in dein Experimenteheft. 5. Räume deinen Arbeitsplatz sauber auf. Lösungskarte Versuch 2 Das musst du tun: Giesse mit einem Hilfsgerät tröpfchenweise Wasser in das Glas. Es bildet sich ein Wasserberg. Am Anfang hält die Schwerkraft den Korken am Rand der leicht gewölbten Wasserfläche im Glas. Wenn du so viel Wasser nachgiesst, dass sich der Wasserberg leicht über das Glas hebt, ist die Anziehungskraft zwischen den Wasserteilchen (Molekülen) und dem Korken stärker als die Schwerkraft. Der Korken wird so regelrecht auf die Kuppe des Wasserberges hinaufgezogen. Diese Kraft heisst Adhäsionskraft. Zwischen den Wasserteilchen (Molekülen) wirkt eine starke Kraft. Sie heisst Adhäsion. Versuch 3 Du findest heraus, was den Zusammenhalt von Wasserteilchen (Molekülen) zerstört. Material: Garn Schüssel Zündholz Seife 1. Knote ein Stück Garn zu einer Schlinge zusammen. 2. Fülle die Schüssel mit Wasser und lege das Garn so hinein, dass es auf dem Wasser schwimmt. Die Schlinge ist unregelmässig geformt. 3. Reibe das Köpfchen des Zündholzes an der Seife. 4. Tauche nun das Zündholz mit den Köpfchen in der Mitte der unregelmässig geformten Schlinge ins Wasser ein. Schreibe in dein Experimenteheft, was passiert. Mache auch eine Skizze mit dem Versuch. Schreibe auch auf, was du vermutest, warum dies beim Versuch passiert. 5. Lies nun die Auflösung auf der Lösungskarte und schreibe den Merksatz in dein Experimenteheft. 6. Räume deinen Arbeitsplatz sauber auf. Lösungskarte Versuch 3 Tauchst du das Zündholz in die Mitte der unregelmässig geformten Schlinge, wird sie schnell kreisrund. Das Zündhölzchen hat diese Zauberkraft, weil es Seife am Köpfchen hat. Die Seife verteilt sich beim Eintauchen nach allen Seiten und dringt zwischen die Wasserteilchen, die durch die Oberflächenspannung hautartig zusammengehalten werden. Die Wasserhaut reisst blitzartig von der Eintauchstelle her auf, die in Bewegung geratenen Wasserteilchen (Moleküle) stossen gegen die Schlinge und straffen sie. Seife zerstört den Zusammenhalt von Wasserteilchen (Molekülen). Das ist wichtig für das Boot: • Es gibt Stoffe (z.B. Seife), die die Wasserhaut zerstören können. Versuch 4 Du findest heraus, was den Zusammenhalt von Wasserteilchen (Molekülen) zerstört. Material: Schüssel Zündholz Seife Cutter und Unterlage! 1. Spalte mit dem Cutter ein Zündholz am hinteren Teil. 2. Drücke etwas Seife in den Spalt. 3. Fülle die Schüssel mit Wasser und lege das Hölzchen hinein. 4. Beschreibe den Versuch in deinem Experimenteheft. Mache auch eine Skizze. Was vermutest du, weshalb das passiert? Schreibe auf. 5. Lies nun die Auflösung auf der Lösungskarte und schreibe den Merksatz in dein Experimenteheft. 6. Räume deinen Arbeitsplatz sauber auf. Lösungskarte Versuch 4 Das Zündhölzchen bewegt sich vorwärts. Ihr könnt in einem grossen Wasserbecken sogar ein Wettrennen veranstalten. Die Seife am Zündhölzchen löst sich langsam auf und zerstört die Oberflächenspannung des Wassers nach und nach. Die Wasserteilchen (Moleküle) bewegen sich vom Vorderen Teil des Hölzchens nach hinten. So bewegt sich das Hölzchen nach vorne. Tipp: Wenn du Abwaschmittel verwendest, geht die Bewegung kürzer, ist dafür aber viel schneller. Seife zerstört den Zusammenhalt von Wasserteilchen (Molekülen). Das ist wichtig für das Boot: • Es gibt Stoffe (z.B. Seife), die die Wasserhaut zerstören können. • Bei ganz leichten Booten, könnte diese Kraft als Antrieb genutzt werden. Versuch 5 Du findest heraus, was den Zusammenhalt von Wasserteilchen (Molekülen) zerstört. Material: Garn Schüssel Zündholz Seife 1. Knote ein Stück Garn zu einer Schlinge zusammen. 2. Fülle die Schüssel mit Wasser und lege das Garn so hinein, dass es auf dem Wasser schwimmt. Die Schlinge ist unregelmässig geformt. 3. Reibe das Köpfchen des Zündholzes an der Seife. 4. Tauche nun das Zündholz mit den Köpfchen in der Mitte der unregelmässig geformten Schlinge ins Wasser ein. Schreibe in dein Experimenteheft, was passiert. Mache auch eine Skizze mit dem Versuch. Schreibe auch auf, was du vermutest, warum dies beim Versuch passiert. 5. Lies nun die Auflösung auf der Lösungskarte und schreibe den Merksatz in dein Experimenteheft. 6. Räume deinen Arbeitsplatz sauber auf. Lösungskarte Versuch 5 Tauchst du das Zündholz in die Mitte der unregelmässig geformten Schlinge, wird sie schnell kreisrund. Das Zündhölzchen hat diese Zauberkraft, weil es Seife am Köpfchen hat. Die Seife verteilt sich beim Eintauchen nach allen Seiten und dringt zwischen die Wasserteilchen, die durch die Oberflächenspannung hautartig zusammengehalten werden. Die Wasserhaut reisst blitzartig von der Eintauchstelle her auf, die in Bewegung geratenen Wasserteilchen (Moleküle) stossen gegen die Schlinge und straffen sie. Seife zerstört den Zusammenhalt von Wasserteilchen (Molekülen). Das ist wichtig für das Boot: • Es gibt Stoffe (z.B. Seife), die die Wasserhaut zerstören können. Versuch 6 Du findest heraus, dass das Gewicht eines Körpers (Holzklotz, Boot) gleich gross ist, wie das Gewicht des Wassers, das er verdrängt. Material: Litermass Waage Holzklotz 1. Stelle das Litermass auf die Waage und fülle es bis zum Rand mit Wasser. 2. Setze nun den Holzklotz auf das Wasser. Ein Teil des Wassers läuft jetzt in die Waagschale. 3. Nimm nun das Litermass mit dem Rest des Wassers von der Waagschale. Das übergelaufene Wasser bleibt in der Schale. 4. Lege nun den Holzklotz in die andere Waagschale. 5. Schreibe in dein Experimenteheft was du beobachtest. Mache auch eine Skizze mit dem Versuch. Schreibe auch auf, was du vermutest, warum dies beim Versuch so ist. 6. Lies nun die Auflösung auf der Lösungskarte und schreibe den Merksatz in dein Experimenteheft. 7. Räume deinen Arbeitsplatz sauber auf. Lösungskarte Versuch 6 Das übergelaufene Wasser wiegt gleichviel wie der Klotz. Dieses Gesetz fand schon der berühmte griechische Mathematiker Archimedes im Jahr 250 v. Chr. heraus. Es heisst deshalb archimedisches Prinzip. Archimedisches Prinzip: Das Gewicht eines Körpers ist gleich gross, wie das Gewicht der Wassermenge, die er verdrängt. Der Holzklotz taucht also so weit in das Wasser ein, bis sein Gewicht durch den Auftrieb ausgeglichen ist. Das ist wichtig für das Boot: • Je schwerer ein Boot ist, umso tiefer taucht es ins Wasser ein. • Ist ein Boot schwerer als sein Auftrieb, geht es unter. Versuch 7 Du findest heraus, welche Materialien schwimmen und wie man sie so formen kann, dass sie es tun. Material: Holz Styropor Alufolie Stein Plastilin Wasserbecken 1. Teste die verschiedenen Materialien. Schreibe ins Experimenteheft, welche schwimmen und welche nicht. Beobachte dabei auch die Eintauchtiefen. 2. Wie kannst du die Alufolie und das Plastilin zum Schwimmen bringen? Schreibe alle Versuche und Ideen auf, auch wenn sie nicht funktioniert haben! 3. Lies nun die Auflösung auf der Lösungskarte und schreibe den Merksatz in dein Experimenteheft. 4. Räume deinen Arbeitsplatz sauber auf. Lösungskarte Versuch 7 Um das Plastilin und die Alufolie zum Schwimmen zu bringen, müssen sie zu einem Schälchen geformt werden. So wird ihr Auftrieb grösser. Durch Umformen kann der Auftrieb eines Materials erhöht werden. So können auch Materialien, die schwer sind, schwimmen. Das ist wichtig für das Boot: • Wenn das Boot sinkt, weil es zu schwer ist, könnte man versuchen, einen Teil davon auszuhöhlen. Versuch 8 Du findest heraus, wann und warum ein Boot kentern kann. Und wie man dies verhindern kann. Material: Styroporplatte Plastilin Holzspiess Testbecken 1. Lege die Styroporplatte auf das Wasser. Mache davon eine Skizze in das Experimenteheft. 2. Lege nun den Plastilinklumpen hinten, vorne, seitlich und in die Mitte der Platte Mache davon eine Skizze in das Experimenteheft. 3. Befestige das Plastilin am Holzspiess und stecke den Spiess vorne, hinten, seitlich und unten am Styropor. Beobachte, was passiert. Mache davon eine Skizze in das Experimenteheft. 4. Schreibe in dein Experimenteheft, was du beim Bau des Bootes beachten musst. 5. Lies nun die Hilfen auf der Lösungskarte und ergänze deine Notizen. Wenn du bei etwas unsicher bist, sprich mit der Lehrperson. 6. Räume deinen Arbeitsplatz sauber auf. Lösungskarte Versuch 8 Das ist wichtig für das Boot: • Das Gewicht auf dem Boot soll nicht einseitig verteilt sein. • Wenn das Gewicht oben zu gross und das Boot zu schmal ist, kentert das Boot. • Wenn das Gewicht hinten platziert ist, hebt sich der vordere Teil des Bootes und umgekehrt. • Wenn das Gewicht in der Mitte unter dem Boot im Wasser ist, kann es das Boot stabilisieren.