1 Übersicht
Inhalt des Kurses
In diesem Kurs kannst du mit Experimenten und Erklärvideos herausfinden, warum man im Weltall unterwegs mit einem Raumschiff nur einmal voll beschleunigen muss und dann den Antrieb abschalten kann. Beim Autofahren auf der Autobahn ist das ja undenkbar.
Vorkenntnisse
Für den Kurs solltest du die Kurse “Geschwindigkeit” und “gleichförmige und beschleunigte Bewegung” schon gemacht haben.
Kursdauer
Der Kurs dauert ca. 1 Stunde. Wenn du die Experimente selbst ausprobierst, etwas länger.
2 Problemstellung
Wenn ein Auto stark bremst und du nicht angeschnallt bist, dann sagt man, dass du gegen die Windschutzscheibe geschleudert wirst.
Wer oder was schleudert dich da nach vorne? Oder hast du nur den Eindruck, nach vorne geschleudert zu werden?
Was glaubst du? Versuch die Frage mit Hilfe deiner bisherigen Erfahrungen zu beantworten. Notiere deine Gedanken dazu.
Wenn dir nichts dazu einfällt, mach mit den Experimenten weiter.
3 Experimente
Mach die folgenden Experimente oder/und schau dir die Videos an.
Material:
Rollwagen, Spielzeugauto
Anleitung:
Stelle das Spielzeugauto parallel auf den Rollwagen.
Setze den Rollwagen mit dem Spielzeugauto ordentlich in Bewegung.
Mach mit dem Zeigefinger ein Hindernis, so dass der Rollwagen gegen deinen Finger fährt. Achte darauf, dass du die Sperre nur mit einem Finger machst und sich dahinter eine freie Fläche befindet.
Notiere, wie sich das Auto bewegt.
Notiere, wie sich der Rollwagen bewegt.
Material:
Rollwagen, Murmel oder Kugel
Anleitung:
Stelle die Kugel auf den Rollwagen.
Setze den Rollwagen mit der Kugel ordentlich in Bewegung.
Mach mit dem Zeigefinger ein Hindernis, so dass der Rollwagen gegen deinen Finger fährt. Achte darauf, dass du die Sperre nur mit einem Finger machst und sich dahinter eine freie Fläche befindet.
Notiere, wie sich die Kugel bewegt.
Notiere, wie sich der Rollwagen bewegt.
4 Hypothesen
Bei den Experimenten hast du gesehen, dass sich das Auto auf dem Rollwagen weiterbewegt, wenn der Rollwagen gestoppt wird. Genau dasselbe passiert beim Experiment mit der Kugel. Der Rollwagen bleibt stehen, die Kugel bewegt sich weiter. Kannst du daraus eine Regel finden, die vielleicht für alle Gegenstände passt?
Was glaubst du? Notiere deine Gedanken dazu.
5 Erklärung
Vielleicht bist du auf die gleiche oder eine ähnliche Regel gekommen:
Wenn ein Gegenstand in Bewegung ist, „will“ er diese Bewegung beibehalten. Ein Gegenstand kann natürlich nichts wollen, aber er hat eine Eigenschaft, die ihn dazu bringt, in der Bewegung zu bleiben, in der er gerade ist. Physiker*innen sagen, er ist träge.
6 Problemstellung
Angenommen, du sitzt in einem Formel 1 Auto, das gerade maximal beschleunigt. Du spürst, wie es dich in den Sitz drückt. Wer oder was drückt dich in den Sitz? Oder drückt sich dein Körper in den Sitz?
Was glaubst du? Versuch die Frage mit Hilfe deiner bisherigen Erfahrungen zu beantworten. Notiere deine Gedanken dazu.
Wenn dir nichts dazu einfällt, mach mit den Experimenten weiter.
7 Experimente
Mach die folgenden Experimente oder/und schau dir die Videos an.
Material:
Rollwagen, Spielzeugauto, Schnur
Anleitung:
Befestige eine Schnur am Rollwagen.
Stelle das Spielzeugauto parallel auf den Rollwagen.
Zieh den Rollwagen unter dem Spielzeugauto ruckartig heraus. Achte auf die Position des Autos.
Notiere, wie sich das Auto bewegt.
Material:
5 x 5-Cent Münzen
Anleitung:
Mach mit den 5-Cent Münzen einen Stapel
Leg die 2-Cent Münze ca. 5 cm entfernt vom Stapel.
Snippe mit dem Zeigfefinger die 2 Cent Münze gegen die unterste Münze des Stapels (die restlichen Münzen sollten stehen bleiben).
Mach das solange bis nur mehr eine Münze übrig bleibt.
Achte auf den Münzstapel.
Notiere deine Beobachtungen.
Material:
Stück Karton, Cent Münze
Anleitung:
Leg das Kartonstück so am Rand des Tisches, dass es zu einem Drittel über den Abgrund schaut.
Leg eine Münze auf den Kartonteil der am Tisch aufliegt.
Ziehe zügig und ruckartig an dem Karton. Achte genau auf die Position der Münze vor und nach dem Wegziehen!
Notiere deine Beobachtungen.
8 Hypothesen
Bei dem Experiment mit dem Spielzeugauto hast du beobachtet, wie das Spielzeugauto während dem Wegziehen auf derselben Position geblieben ist. Auch der Münzenstapel und das Cent-Stück blieben auf derselben Position stehen. Kannst du daraus eine Regel finden, die vielleicht für alle Gegenstände passt?
Was glaubst du? Notiere deine Gedanken dazu.
9 Erklärung
Vielleicht hast du folgende Regel erkannt: Gegenstände “wollen” in dem Bewegungszustand bleiben, indem sie gerade sind.
Beim Experiment mit dem Wegziehen „will“ das Spielzeugauto in dem Bewegungszustand bleiben, in dem es vorher war. Also in Ruhe.
Wie du schon im Kurs gleichförmige Bewegung herausgefunden hast, gibt es im physikalischen Sinne zwischen Stillstand und Bewegung keinen Unterschied.
Wie ist es dann, wenn man zum Beispiel beim Beschleunigen eines Autos eine Rückenlehne hat? Dann kannst du nicht stehen bleiben, weil die Rückenlehne im Weg ist. Du drückst sozusagen gegen die Lehne und die Lehne gegen dich.
10 Zusammenfassung
Das Wichtigste in aller Kürze:
Die Trägheit ist also die Eigenschaft, die beschreibt, wie sehr ein Gegenstand in dem Bewegungszustand, indem er gerade ist, bleiben will. Die Trägheit bekommt ein Körper durch seine Masse. Eine Riesenkugel mit viel Kilogramm ist schwerer zu stoppen, als eine Riesenkugel mit wenig Kilogramm.
