Arbeitsblatt: Flaschenzug

Pädagogische Hochschule Heidelberg Fakultät III Fachbereich Technik Unterrichtsentwurf im Rahmen des Anlage 2- Schein Technikunterricht planen, analysieren und bewerten WS 2006 2007 Thema: Flaschenzüge „die goldene Regel der Mechanik Verfasser: Ralf Bünnagel Matr. Nr. 25 21 786 Inhaltsverzeichnis 1. Das Thema im Kontext des Bildungsplans.3 2. Sachanalyse des Themas.4 3. Didaktische Analyse nach Klafki.6 4. Anthropogene und soziokulturelle Voraussetzungen der am Unterricht Beteiligten 8 5. Lernzielbestimmung, formulierung und analyse.9 5.1. Feinziele9 5.2. Grobziele.10 5.3. Leitziele.10 6. Einordnung der Feinziele in Taxonomiensysteme11 7. Methodische Gestaltung der Unterrichtsstunde11 8. Medieneinsatz.14 9. Verlaufsplanung16 10. Arbeitsblätter.17 11. Handouts.19 12. Quellenangaben21 Seite 2 1. Das Thema im Kontext des Bildungsplans Die geplante Schulstunde ist im Bildungsplan 2004 des Bundeslandes Baden – Württemberg im Fach Technik nicht ausdrücklich erwähnt, vielmehr wird in den Leitgedanken zum Kompetenzerwerb ein Hinweis gegeben wie die Technik nahezu alle Lebensbereiche umgibt bzw. betrifft. Hier heißt es im Besonderen [.] Wir müssen technische Zusammenhänge erkunden und erkennen1 Weiterhin heißt es auf der gleichen Seite: Gefordert ist also eine technische Grundbildung, die nicht auf (berufliches) Spezialwissen und Spezialkönnen abhebt, sondern die den Schülerinnen und Schülern fundamentale Einsichten und Handlungsmuster durch eine intensive Auseinandersetzung mit exemplarischen technischen Inhalten vermittelt.1 Des Weiteren wird im Bildungsplan unter der Überschrift II Kompetenzen und Inhalte im Bereich Arbeit und Produktion unter der Überschrift Bedeutungs- und Bewertungsperspektive ein weiterer Hinweis zur Legitimation des Themas Flaschenzüge gegeben. Die Schülerinnen und Schüler können2 technische Objekte hinsichtlich ihrer Bedeutung und ihrer Auswirkung auf Mensch und Umwelt abschätzen Ebenso findet der Flaschenzug seine Legitimation im Bildungsplan im Bereich Transport und Verkehr, hier heißt es unter der Kenntnis und Strukturperspektive: Die Schülerinnen und Schüler können3 die wichtigsten Komponenten von Transportsystemen nennen und deren Funktion erklären. 1 Bildungsplan Realschule, Ministerium für Kultus, Jugend und Sport Baden Württemberg 2004 Seite 144 Bildungsplan Realschule, Ministerium für Kultus, Jugend und Sport Baden Württemberg 2004 Seite 146 3 Bildungsplan Realschule, Ministerium für Kultus, Jugend und Sport Baden Württemberg 2004 Seite 147 2 Seite 3 2. Sachanalyse des Themas Didaktische Vorbemerkung Im Unterricht wird der Flaschenzug meist mit miniaturisiertem Gerät behandelt. Die Lasten sind meist Wagestücke, die eine Masse von 100 Gramm bis maximal wenigen Kilogramm haben, auch werden hier keine Seile, sondern nur Fäden oder Schnüre benutzt. Die Konsequenz daraus ist, dass der Schüler auf seine rein visuelle Wahrnehmung von Messdaten angewiesen ist und er diesen auf kognitiver Ebene Bedeutung zuordnen muss. Die geringen Lasten werden vom Schüler nicht als solche erfahren, sondern nur abgelesen, denn aus Schülersicht braucht man keine Kraft, um ein 100g-Gewicht zu heben. Verwendet man dagegen einen echten Flaschenzug und nimmt außerdem noch eine schwere Last hinzu, werden Kräfte und Kraftersparnis für die Schüler physisch erlebbar. Das Gleiche gilt für die Wegstrecken die last- und kraftseitig zurückgelegt werden müssen. Der Flaschenzug soll von den Schülern nicht als gegebenes fertiges Produkt angesehen werden, sondern selbst entwickelt werden. Am Anfang der Stunde wird ein lebensnahes Beispiel, bei dem ein Flaschenzug zum Einsatz kommt vorgeführt. Die SchülerInnen und sollen einen ihrer Mitschüler mit einem Flaschenzug in die Höhe ziehen und dabei ihre Erkenntnisse und Eindrücke mitteilen. Daraus resultierend werden nach und nach die verschiedenen Elemente und charakteristischen Merkmale des Flaschenzugs mit Hilfe von Beispielen aus dem Alltag bekannt und verständlich gemacht. Der Unterricht baut auf den Erfahrungen der SchülerInnen auf und führt dabei unweigerlich auf die Erkenntnisse und Folgerungen die sicherlich auch stark in die Physik hineinspielen, aber auch in der angewandten Technik selbst ihre Bedeutung haben. Seite 4 Geschichtlicher Zugang Bereits in der Antike war die Kraftminderung durch Anwendung der Hebelgesetze bekannt. In Ägypten wurde mit der Rollenumlenkung das Aufrichten der tonnenschweren Steinblöcke bewerkstelligt. Ebenso bauten die Cesaren im alten Rom mit Hilfe der Baukrane, die auf dem Prinzip des Flaschenzuges beruhten, ihre Arenen. Mit verschiedenen Umlenkrollen versehen konnten damals schon bis zu fünf Tonnen schwere Steinblöcke, von einer Bedienungsmannschaft bestehend aus maximal fünf Personen hochgehoben werden. Bis Mitte des 19. Jahrhunderts blieb die Funktionsweise des Flaschenzugs nahezu unverändert. Erst durch die Weiterentwicklung und den daraus verbundenen Einsatz von losen und festen Rollen sowie Ketten statt Seilen konnte die Effizienz des Flaschenzuges weiter gesteigert werden.4 Das Prinzip des Flaschenzuges beruht auf dem Prinzip der Kraftumwandlung. Je größer die Zahl der Seilstücke wird, die das Gewicht tragen, desto kleiner wird die Kraft mit der man ziehen muss um das Gewicht zu heben. Was man aber an Kraft einspart muss aber durch einen längeren Zugweg des Seils ausgeglichen werden. Generell gilt: Mechanische Arbeit kann man nicht einsparen, was man an Kraft spart muss man durch einen längeren Weg ausgleichen. (goldene Regel der Mechanik) Physikalisch formuliert: 4 Internetquelle, http//www. wikipedia.org/Flaschenzug Seite 5 Besteht der Flaschenzug aus Rollen, so verteilt sich die Last ebenfalls auf Seile. Hierbei werden nur die tragenden Seile berücksichtigt F1 aufzuwendende Kraft F2 Last Genauer betrachtet: Das Produkt aus Kraft und gezogener Seillänge bleibt immer gleich und heißt in der Physik mechanische Arbeit. Der Flaschenzug steht stellvertretend für die goldene Regel der Mechanik Das Produkt aus Kraft und Weg bleibt stets konstant.5 3. Didaktische Analyse nach Klafki Das Ist das Thema exemplarisch? vorbereitete Thema der Unterrichtsstunde versteht sich insofern als exemplarisch, dadurch dass grundlegende Gesetzmäßigkeiten in der Mechanik am Beispiel des Flaschenzuges nachvollzogen werden können. Die SchülerInnen werden vertraut gemacht mit grundlegenden elementaren Zusammenhängen bzw. Vorstellungsmodellen im Hinblick auf Anwendung und Arbeitsweise, sowie Aufbau des Flaschenzuges. Eine allgemeine Gesetzmäßigkeit im Hinblick auf aufzuwendende Kraft im Bezug zu verwendeten Rollen, bzw. Kraftaufwand zur zurückgelegten Wegstrecke wird eingeführt. Aufbau, Struktur und Verlauf der Stunde sind dadurch als exemplarisch, im Sinne einer Einführungsstunde, von technisch physikalischen Gesetzmäßigkeiten anzusehen. 5 Walz, Physik Gesamtausgabe für Realschulen S. 144 ff, Schroedel Schulbuchverlag 1982 Seite 6 Dabei wäre es sehr sinnvoll die im Technikunterricht angeschnittenen Gesetzmäßigkeiten im Hinblick auf den Flaschenzug im Physikunterricht parallel zu behandeln, vielmehr noch diese ausführlich einzuführen und zu vertiefen, falls dies in niedrigeren Klassenstufen noch nicht geschehen ist. Hat das Thema eine Gegenwartsbedeutung? Sowohl im Berufsleben als auch im Privaten ist der Flaschenzug ständig präsent. Die gebräuchlichste Anwendung finden Flaschenzüge beim Heben und Transportieren von schweren Lasten mit Hilfe von Kränen. Darüber hinaus kann ein vertikal aufgebauter Flaschenzug zur Sicherung oder Rettung von verunglückten Fahrzeugen eingesetzt werden. Im privaten Bereich findet der Flaschenzug Anwendung sowohl beim Spannen eines Tennisnetzes als auch beim täglichen Öffnen des elektrischen Garagentors. Hat das Thema eine Zukunftsbedeutung für die Schüler? In der für uns selbstverständlichen hochtechnisierten Welt finden technische Anwendungen stets bewusst oder unbewusst statt. Die SchülerInnen der höheren Klassenstufen der Realschule, die unmittelbar vor ihren ersten Erfahrungen in unterschiedlichen Berufsfeldern stehen, müssen mit den grundlegenden Gesetzmäßigkeiten der Mechanik vertraut sein. In vielen Bereichen des Handwerks und der Industrie werden diese vorausgesetzt. Ist das Thema strukturierbar? Die geplante Unterrichtsstunde ist eine experimentelle Stunde am Beispiel des Flaschenzuges. Sie führt zu Beginn der Stunde über das selbständige Experimentieren und die damit verbundene Aufstellung von Vermutungen bis hin zu eigenen Schlussfolgerungen was Gesetzmäßigkeiten des Flaschenzuges betrifft. Der Schüler kann hierbei das Phänomen der Kraftersparnis Wegverlängerung (goldene Regel der Mechanik) selbst erleben. Allerdings sollten diese oben angesprochenen Phänomene im Unterrichtsfach der Physik wie bereits erwähnt ausgiebig erarbeitet werden, so dass die SchülerInnen bereits über ein gewisses physikalisches Grundverständnis verfügen. Seite 7 Können die Schüler zum Thema motiviert werden? Der Einstieg vollzieht sich in dieser Unterrichtsstunde am Beispiel einer wirklichkeitsnahen Situation. Hierbei dient der Realitätsbezug zur Motivation der Schüler. Die Möglichkeit für die Schüler das Phänomen praktisch anzuwenden motiviert sie zusätzlich und spornt den eigenen Forschungsdrang an. 4. Anthropogene und soziokulturelle Voraussetzungen der am Unterricht Beteiligten Die SchülerInnen Die geplante Unterrichtsstunde dient als Einführungsstunde in das weit gefächerte Gebiet der technischen Konstruktionen und Hilfsmittel. Die Unterrichtsstunde ist so zusagen am Reißbrett entstanden. Sie beinhaltet den Unterrichtstoff der Klassenstufe neun, bzw. wenn man den Lehrplan der Physik heranzieht wird dieser Lehrplanstoff bereits in Klassenstufe sieben an Realschulen unterrichtet. Weitere Angaben über eine bestimmte Klasse können nicht vorgenommen werden. Vielmehr sollen in diesem Unterrichtsentwurf die Planung und Durchführung, sowie die eingesetzten Medien im Vordergrund stehen. Der angehende Lehrer Ralf Bünnagel Ich studiere im vierten Semester Realschullehramt mit den Fächern Technik, Physik und Mathematik. Nach dem Realschulabschluss absolvierte ich eine Berufsausbildung als Zimmerer und arbeitete drei Jahre in diesem Beruf. Danach legte ich die Fachhochschulreife ab und studierte Bauingenieurwesen in Trier Rhl. Pfalz. Nach knapp vierjähriger Berufstätigkeit entschloss ich mich zum Lehramtstudium an der Pädagogischen Hochschule in Heidelberg. Während meiner Berufstätigkeit war ich Leiter der Jugendfeuerwehr in meiner Heimatgemeinde. In dieser Zeit fasste ich den Entschluss ein Lehramtstudium zu Seite 8 belegen, den Ausschlag hierzu gab der Wunsch nach einer vielseitigen Tätigkeit mit jungen Menschen, den ich im Lehrerberuf am Besten verwirklicht sah. 5. Lernzielbestimmung, formulierung und analyse 5.1. Feinziele a) Die SchülerInnen kennen die praktischen Anwendungsmöglichkeiten des Flaschenzuges in ihrer Umwelt. b) Die SchülerInnen verstehen, dass Kraftaufwand und Anordnung von Seilen und Rollen beim Flaschenzug miteinander zusammenhängen. c) Das Anwenden des Flaschenzugs in den dargestellten Beispielen ist den SchülerInnen vertraut, sie können die Gesetzmäßigkeiten der Mechanik bezüglich des Flaschenzugs an vorgegebenen Problemstellungen anwenden. d) Durch die Analyse der vorgegebenen Versuche und die sich darin bietenden Möglichkeiten der Zusammenstellung von Rollen und Seilen, ist es den SchülerInnen möglich, die Anwendung der behandelten Gesetzmäßigkeiten in größeren Dimensionen wahrzunehmen. e) Die SchülerInnen können die technischen und mechanischen Zusammenhänge und Gesetzmäßigkeiten die am Beispiel des Flaschenzugs, bzw. feste und lose Rollen behandelt werden anwenden. Vor- und Nachteile einschätzen und die Effektivität der Konstruktionen beurteilen. f) Die SchülerInnen sehen dass ein Arbeiten in Gruppenarbeit ein effektiver Weg zum Erfolg darstellen kann. (Sozialkompetenz) Seite 9 5.2. Grobziele 1. Die SchülerInnen erkennen, am Beispiel des Hebewerkzeugs Flaschenzug, dass elementare Gesetzmäßigkeiten der Mechanik in der Praxis ihre Anwendung finden. 2. Die SchülerInnen sind selbstständig in der Lage vorgegebene Problemstellungen anhand von Beispielen zu erkennen und diese mit den Ihnen zur Verfügung stehenden Mitteln zu analysieren und Lösungsmöglichkeiten zu erarbeiten. 5.3. Leitziele 1. Ausbildung eines technischen Grundverständnisses im Hinblick auf unsere hochtechnisierte Umwelt. 2. Ausprägung der Problemanalyse und der Lösungsmöglichkeiten im Bezug auf ein Arbeiten in Gruppen und damit verbundene Teamfähigkeit somit Ausbildung der Sozialkompetenz. Seite 10 6. Einordnung der Feinziele in Taxonomiensysteme Zur Verdeutlichung sind hier die Taxonomien für kognitive, affektive und psychomotorische Feinziele dargestellt. kognitiv nach Bloom Evaluation affektiv nach Krathwohl ------------ psychomotorisch nach Dave ------------ Synthese Charakterisierung Naturalisierung Analyse Organisation Handlungsgliederung Anwenden Werten Präzision Verstehen Antworten Manipulation Wissen Aufnehmen Imitation Die Feinziele sind in der Taxonomie nach ihrer Kennzeichnung unter Punkt 5.1 eingetragen. kognitiv nach Bloom affektiv nach Krathwohl ------------ psychomotorisch nach Dave ------------ d, c,e f, b, a, 7. Methodische Gestaltung der Unterrichtsstunde Seite 11 Die vorliegende Unterrichtsstunde dient als Einführungsstunde um mechanische Hilfsmittel im technischen Bereich anhand praktischer Beispiele den SchülerInnen näher zu bringen. Mir war es bei der Vorbereitung dieser Stunde sehr wichtig die SchülerInnen bei der Durchführung der Versuche stark mit einzubinden. Dies gelingt bei einer großen Schülerzahl nur durch die Bildung von Kleingruppen, was aber den Vorteil hat, dass Probleme und Lösungsmöglichkeiten innerhalb dieser Kleingruppe diskutiert werden können und gemeinsame Lösungsmöglichkeiten oder Strategien erarbeitet werden können. Zu Beginn der Stunde, nach Zusammenstellung der Kleingruppen, wird ein praktischer Versuch allerdings noch ohne Flaschenzug durchgeführt. Ein Mitschüler soll mit Hilfe eines Seils und einer Sitzkonstruktion über einen Haken in der Decke der als Umlenkvorrichtung dient, in die Höhe gezogen werden. Anmerkung: Diese Art der Sitzkonstruktion ist an der Pädagogischen Hochschule Heidelberg im Fachbereich Physik vorhanden. Ebenso mehrere Umbausätze für Flaschenzüge verschiedenster Ausführung. Hiernach wird mit Hilfe eines Flaschenzugs, der an der Decke des Technikraums verankert ist, wiederum ein Mitschüler in die Höhe gezogen. Hierbei sollen die SchülerInnen selbst ihre Vermutungen bezüglich des erwarteten Kraftaufwandes beschreiben und die Unterschiede zum ersten Versuch erklären. Erst im zweiten Schritt wird beim Hochziehen des Mitschülers ein Federkraftmesser in die Versuchsanordnung eingebaut, um den tatsächlich ausgeübten Kraftaufwand beim Hochziehen zu messen. Im weiteren Verlauf steht eine Erarbeitungsphase, jetzt werden verschiedene Kombinationen von Rollenzusammenstellungen ausprobiert und dabei wiederum der Kraftaufwand an dem Federkraftmesser abgelesen. Diese Versuchsanordnungen werden nach einem vorher ausgeteilten Arbeitsblatt durchgeführt. Die erzielten Erfahrungen und Messwerte werden ebenfalls in diesem Arbeitsblatt dokumentiert. Seite 12 In der Phase der Vertiefung erarbeiten die SchülerInnen an einem weiteren Versuchsaufbau, bei dem allerdings ein Gewicht von ca. 10 kg (Betonwürfel) in die Höhe gezogen wird, Gesetzmäßigkeiten im Hinblick auf Kraftaufwand und Kombination der verwendeten Rollenzusammenstellungen. Die Arbeitsaufträge sind für die jeweiligen Gruppen auf einem weiteren Arbeitsblatt formuliert und skizziert. (Versuchsaufbau siehe Bild) 6 Nach diesen Versuchen werden in der Phase der Begriffserweiterung die erzielten Ergebnisse diskutiert. Der Meinungsaustausch der SchülerInnen sollte dabei im Vordergrund stehen. Die Aufgabe des angehenden Lehrers besteht lediglich darin die Diskussion bei Bedarf in die gewünschte Richtung zu lenken. Die Stunde wird durch die Phase der Systematik abgerundet. Hierbei bediene ich mich einer Powerpoint – Präsentation die mit Hilfe eines Labtops sowie Beamer projiziert wird. Das Prinzip des Flaschenzuges wird hiermit anschaulich erklärt. Das vorher angesprochene Verhältnis von Last zu tragenden Seilen steht im Mittelpunkt. 6 Abb. Physik Basiswissen Schule S.92, Paedec Schulbuchverlag 2003 Seite 13 Aufbauend auf diesem Prinzip wird die goldene Regel der Mechanik mit Hilfe der Powerpoint – Präsentation vorgestellt und anschaulich verdeutlicht. Das Ergebnis der Stunde sollte sein, die SchülerInnen in die Lage zu versetzen Konstruktionen des Flaschenzuges selbständig zu werten, bzw. nach ihrer Effektivität einzuschätzen. Nach meiner Ansicht sollte in den darauf folgenden Technikunterrichtsstunden das Thema der Flaschenzüge hinreichend vertieft werden. Dies sollte im Rahmen der eigenen Konstruktion eines Flaschenzuges geschehen. Dabei sollte auf eine vorgegebene Kraftminderung, die durch die eigene Zusammenstellung der Rollen und Seile erarbeitet wird, zurückgegriffen werden. Die physikalischen Gesetzmäßigkeiten sollten in dieser weiterführenden Stunde nicht außer Acht gelassen werden, aber Konstruktion und technisches Verständnis sollten im Vordergrund stehen. 8. Medieneinsatz Zu Beginn der Unterrichtsstunde werden die SchülerInnen in Kleingruppen mit maximal fünf SchülerInnen eingeteilt. Durch die relativ hohe Anzahl von Kleingruppen ergibt es sich, dass für jede Gruppe der zweite Versuchsaufbau vorgehalten werden muss. Diese Versuchsaufbauten sind das zentrale Medium der Schulstunde an denen die hauptsächlichen Erkenntnisse erarbeitet werden. Jede Gruppe sollte ihr eigenes Versuchsmaterial zur Verfügung gestellt bekommen. Bestehend aus Stativ (evtl. Kartenständer), einem umbaufähigem Flaschenzug, sowie verschiedene Kleinteile (Seile und Haken) und jeweils einem Gewicht (Betonklotz oder ähnliches) Dies ist sinnvoll, da die einzelnen Gruppen so selbständig die angegebenen Versuche aufbauen bzw. erweitern können. Der erste Versuch, der Flaschenzug zum Hochheben des eigenen Körpergewichtes, muss allerdings aus Zeitgründen bereits vor der Stunde installiert bzw. auf die Sicherheit hin überprüft werden. Seite 14 Ein weiteres Medium stellt der Laptop einschließlich Beamer zur Vorführung der Powerpoint Präsentation dar. Dieses Medium wird bewusst eingesetzt um die relativ komplexen Zeichnungen die sonst an der Tafel notwendig wären zu ersetzen. Dieses Medium hat den Vorteil, dass es keinen Tafelabschrieb seitens der SchülerInnen benötigt. Die verwendeten Folien werden am Ende der Stunde als so genanntes Handout an die SchülerInnen verteilt. Die beiden Arbeitsblätter die zu Beginn der Stunde ausgeteilt wurden, sowie die Folien am Ende der Stunde, bilden das Gerüst zum Vertiefen bzw. Erlernen des behandelten Unterrichtsstoffes. Auf den herkömmlichen Tafelanschrieb wird wie schon erwähnt vollständig verzichtet. Das Einprägen von grafisch dargestellten Schaubildern erleichtert das Lernen ungemein, da unmissverständlich und mit weit weniger Aufwand Zusammenhänge wesentlich besser dargestellt werden können, als dies an der Tafel möglich wäre. Seite 15 9. Verlaufsplanung Zeit Unterrichtsphasen 7.45 8.05 Einstiegsphase 8.05 8.20 Erarbeitungsphase 8.20 – 8.50 Phase der Vertiefung 8.50– 9.05 9.05- 9.20 Lehrer Schüler Interaktion Die Schüler erfahren im Selbstversuch den praktischen Nutzen eines Flaschenzugs gegenüber einer einfachen Umlenkvorrichtung Einzelaktivität in der Medien praktischer Versuch Gruppe Lernziele Die Schüler kennen die praktischen Anwendungsmöglichkeiten des Flaschenzuges Den Schülern wird die Möglichkeit der Anwendung von Rollen und Seilen nach dem Prinzip des Flaschenzuges erschlossen. Der ausgeübte Kraftaufwand der Schüler beim Heben des Gewichtes wird dokumentiert Gruppenarbeit praktischer Versuch Arbeitsblatt Die Schüler verstehen, dass Kraftaufwand und Anordnung von Rollen und Seilen miteinander zusammenhängen Die Schüler ergründen an vorgegebenen Versuchen, Gesetzmäßigkeiten im Hinblick auf Kraftaufwand und Versuchsanordnung Gruppenarbeit Arbeitsblatt Das Anwenden des Flaschenzugs in den dargestellten Beispielen ist den Schülern vertraut Einzelaktivität in Arbeitsblatt Die Schüler sind in der Lage die Versuche Phase der Begriffserweiterung Die Schüler werten ihre erarbeiteten und dokumentierten Ergebnisse aus. Die Ergebnisse werden diskutiert. Phase der Systematik Unterrichtsform Lehrer erklärt das Prinzip des Flaschenzuges und die damit verbundenen Regeln der Gruppe Gruppendiskussion Frontalunterricht und Gesetzmäßigkeiten Seite 16 zu analysieren und können die Gesetzmäßigkeiten in größeren Dimension wahrnehmen. Die Schüler sind in der Lage die physikalischen Gesetze im Hinblick auf Beamer Powerpoint Flaschenzüge goldene Regel der Mechanik anzuwenden und selbständig zu bewerten im Zusammenhang mit Effektivität bzw. Vor und Nachteile der verschiedenen Konstruktionen 10.Arbeitsblätter In Beispiel 1 ist der an der an der Decke aufgebaute Flaschenzug vereinfacht abgebildet. Die Anordnung der Seile und Rollen ist identisch mit unseren vorhandenen Flaschenzug. Arbeitsauftrag: 1. Trage die am Federkraftmesser gemessene Zugkraft, sowie die ausgemessene Seillänge in die Skizze ein. Ebenso die Gewichtskraft und den gemessenen Höhenunterschied. Achtung: Vorsicht beim Hochziehen des Mitschülers! 2. Rechne Hub- und Zugarbeit aus. Was fällt dir auf, wie ist das Verhältnis der Gewichtskraft im Bezug auf die Anzeige des Federkraftmessers? 7 7 sämtliche Grafiken der Arbeitsblätter entnommen aus Internet, htttp//www.zum.de/dwa Seite 17 In Beispiel 2 und 3 ist der nach zubauende Flaschenzug vereinfacht abgebildet. Arbeitsauftrag. 1. Baut den angegebenen Versuchsaufbau mit den euch zur Verfügung gestellten Mitteln, wie Stativ, Seile Rollen, Betongewicht nach. 2. Messt wiederum die angegebenen Größen und dokumentiert die Ergebnisse auf dem Arbeitsblatt. 3. Was fällt euch bei den Ergebnissen auf. Kann Kraft eingespart werden, wie verlängert sich die Seilzuglänge s? Seite 18 11.Handouts Der Flaschenzug Begriffserklärung: Flaschenzüge sind eine Kombination aus losen und festen Rollen. Der Flaschenzug ermöglicht das Heben schwerer Lasten bei Verminderung der eingesetzten Kraft, dafür wird aber der Kraftweg länger. Seite 19 Physikalisch formuliert: Besteht der Flaschenzug aus Rollen, so verteilt sich die Last ebenfalls auf Seile F1 aufzuwendende Kraft F2 Last Vor- und Nachteile des Flaschenzuges: Goldene Regel der Mechanik: Jede Kraftersparnis wird durch einen längeren Weg erkauft 8 sämtliche Grafiken des Handouts aus Internet, http//wwwzum.de/dwu Seite 20 12.Quellenangaben Folgende angegebenen Quellen wurden von mir in grafischer Form sowie in Textform genutzt. Bildungsplan Hauptschule Werkrealschule, Ministerium für Kultus, Jugend und Sport, Baden Württemberg 2004, Walz, Physik Gesamtausgabe für Realschulen S114ff, Schroedel Schulbuchverlag 1982 Physik, Basiswissen Schule Paetec – Schulbuchverlag 2003 Internetquellen: http:www. wikipedia.de (21.02.07) http:www. zum.de/ Zentrale für Unterrichtsmedien im Internet (22.02.07) http:www. schule-bw.de (22.02.07) Seite 21