Kräfte und ihre Wirkung 8 85 Bei diesem Versuch sollt ihr im Team herausfinden, wie ihr einen Kegel aus Papier so basteln könnt, dass er möglichst langsam zu Boden fällt. Die Physik zum Versuch: Wenn ein Körper aus einer großen Höhe zur Erde fällt, dann wird er dabei schneller. Im Vakuum würde sein Tempo jede Sekunde um ca. 10 m/s zunehmen. Das gilt für alle Dinge. Bei einem Fall durch die Luft ist das anders. Das kannst du schnell ausprobieren, wenn du einen Stift und ein Blatt Papier auf den Boden fallen lässt. Die Luftreibungskraft bremst fallende Dinge unterschiedlich stark ab und sie werden auch nicht einfach immer schneller. Es gibt ein höchstes Tempo, das aber nicht für alle Dinge gleich groß ist. Den Einfluss der Luftreibungskraft sollt ihr in der Gruppe untersuchen. Benötigte Materialien: Festes Papier, Zirkel, Schere, Klebstoff, Material zum Beschweren, Stoppuhr, Maßband oder Holzleiste mit Höhenmarkierungen, Handy (Kamera), Computer mit Videoplayer Als fallendes Ding zum Testen ist ein „Fallkegel“ gut geeignet (siehe Skizze). Den Radius und den Öffnungswinkel kannst du ändern. 1. Sammelt Vermutungen: Was könnte das Tempo des Fallens in der Luft beeinflussen? (Denkt an den Stift und das Papier.) 2. Einigt euch auf eine Eigenschaft. Schreibt eine Vermutung über den Zusammenhang auf: Je größer umso wird das höchste Tempo sein. 3. Bastelt drei Fallkegel. Die Kegel sollen sich nur in der einen gewählten Eigenschaft unterscheiden. 4. Plant, wie ihr eure Vermutung überprüfen wollt. Legt fest, wie ihr als Team möglichst gut zusammenarbeiten könnt. Startet dann mit den Versuchen. Wiederholt jeden Fall mindestens drei Mal und macht euch Notizen. 5. Besprecht die Ergebnisse. Konntet ihr eure Vermutung vorläufig bestätigen oder widerlegen? Wenn ihr noch Zeit habt: Wiederholt die Untersuchung mit einer anderen Eigenschaft. Präsentiert eure Versuche und die Ergebnisse auf einem Poster. Nehmt euren Versuch auf! Besonders gut und genau gelingt die Untersuchung mit einer Videoaufnahme. Lasst dazu den Fallkegel (oder auch mehrere gleichzeitig) ca. zwei Meter weit fallen. Achtet darauf, dass ihr zB an einem Maßband im Bild die Fallhöhe ablesen könnt. Verwendet anschließend eine Software zur Bearbeitung von Videos, um das Tempo zu verschiedenen Zeitpunkten herauszufinden (sucht zB eine „Videoanalyse mit Stroboskop-Bildern“). Tipp: Auch mit einem einfachen Videoplayer (zB VLC media player) kann man ein Video „Bild für Bild“ („Frame für Frame“) abspielen. Ihr seht dann in der App, wieviel Zeit zwischen zwei Bildern vergangen ist. Und auf jedem Bild seht ihr, wie weit der Kegel schon gefallen ist. Mit diesen Informationen könnt ihr das Tempo herausfinden. Klebelasche Versuch: Vor die Kamera! Wer fällt am schnellsten? Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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