Kraftwirkung geladener Körper (Artikelnr.: P )

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1 Lehrer-/Dozentenblatt Kraftwirkung geladener Körper (Artikelnr.: P ) Curriculare Themenzuordnung Fachgebiet: Naturwissenschaften Bildungsstufe: Klasse 5-7 Lehrplanthema: Natur und Technik Unterthema: Elektrische und magnetische Geräte im Alltag Experiment: Kraftwirkung geladener Körper Schwierigkeitsgrad Vorbereitungszeit Durchführungszeit empfohlene Gruppengröße Leicht 10 Minuten 10 Minuten 2 Schüler/Studenten Zusätzlich wird benötigt: Versuchsvarianten: Schlagwörter: Elektrostatik, Influenz, Anziehung, AbstoBung, Aufladung Lehrerinformationen Lernziel und Kompetenzen Die Schülerinnen und Schüler untersuchen in diesem Versuch die Wechselwirkung zwischen elektrostatisch aufgeladenen Stäben. Sie beobachten, dass diese sich anziehen und abstoben können und vergleichen Stäbe aus verschiedenen Materialien. Darüber hinaus stellen sie fest, dass die elektrostatische Kraftwirkung auch auf einen Wasserstrahl wirkt. Versuchsaufbau Kompetenzen Prozessbezogene Kompetenzen: Die Schülerinnen und Schüler können E: Erkenntnisgewinn K: Kommunikation B:.ewerten E 02 problembezogene Fragestellungen entwickeln und Hypothesen formulieren. E 05 schon erarbeitete Fachkenntnisse zur Problemlösung nutzen. E 06 einfache Experimente mittels schriftlicher Anleitung selbstständig durchführen. E 08 fachliche Zusammenhänge auch in Alltagsbeispielen wiedererkennen. E 09 einfache Experimente selbst planen, durchführen und dokumentieren. E 12 Vermutungen über Zusammenhänge und Ursachen aufstellen.

2 Lehrer-/Dozentenblatt K 01 Erlerntes wiedergeben und Fachbegriffe gezielt einsetzen. K 02 fachliche Zusammenhänge in Alltagssprache beschreiben. K 05 ihre Ergebnisse unter Zuhilfenahme vorgegebener Medien präsentieren. K 06 Kritik üben und annehmen. K 07 eigenverantwortlich in Gruppen arbeiten. K 09 altersgemäbe themenbezogene Texte lesen und sinnvoll wiedergeben. B 01 ihre eigenen Ergebnisse durch den Vergleich mit anderen Gruppen richtig einordnen. B 02 die.edeutung naturwissenschaftlicher Phänomene im Alltag erkennen. B 03 Argumente abwägen und einen Standpunkt beziehen, der begründet vertreten werden kann. B 06 Anwendungsbereiche darstellen, in denen naturwissenschaftliche Kenntnisse bedeutsam sind. Inhaltsbezogene Kompetenzen: Die Schülerinnen und Schüler können F: Fachwissen F 18 Kräfte als Ursache von.ewegungen identifizieren. F 22 Stoffe anhand ihrer typischen Eigenschaften beschreiben und erkennen. F 23 Stoffe anhand gemeinsamer Eigenschaften einordnen und diese Einordnung begründen. F 24 angeleitet und unter Einsatz geeigneter Messverfahren und -geräte Stoffeigenschaften bestimmen. F34 beschreiben elektrostatische Grundphänomene. Material Position Material Bestellnr. Menge 1 Polypropylenstab, d = 10 mm, l = 175 mm Acrylglasstab, d = 8 mm, l = 175 mm Klammer für Rundstäbe, mit Schnur Sicherheitshinweise Für diesen Versuch gelten die allgemeinen Hinweise zum sicheren Experimentieren im naturwissenschaftlichen Unterricht.

3 Lehrer-/Dozentenblatt Didaktische Hinweise Durchführung Um die Stäbe elektrostatisch aufladen zu können, müssen die Schüler diese an einem geeigneten Material reiben. Dafür eignet sich die Kleidung der Schüler. Sie können alternativ jedoch auch einen Wolllappen oder ähnliches bereitstellen. Wenn die Schüler die Ablenkung des Wasserstrahls beobachten, ist es wichtig, dass nur ein sehr dünner zusammenhängender Strahl aus dem Hahn läuft. Im Idealfall strömt er kontinuierlich ohne zu "zittern" aus. Am besten geeignet sind Labor-Wasserhähne wie auf dem Versuchsfoto, bei haushaltsüblichen Wasserhähnen ist der Strahl meistens unruhiger. Tablet-Option Neben der klassischen Variante können die Schüler auch ihr Tablet in Verbindung mit der measure App nutzen, um Medienobjekte wie Fotos oder Videos zu erzeugen. In diesem Versuch erleichtert dies das spätere Wiedergeben und Auswerten der beobachteten Ergebnisse. Die Schüler können ihre Versuchsbeobachtungen so visuell festhalten um sie später wieder abzurufen oder untereinander zu vergleichen. Es empfiehlt sich dabei, die erzeugten Medien hinterher in der App unter einem Projekt abzulegen, um eine eindeutige Zuordnung zu gewährleisten. Durch eine Aufnahme eines Videos während der Durchführung können die Schüler anschliebend nochmal betrachten, wie der Wasserstrahl durch die elektrostatisch geladenen Stäbe abgelenkt wird.

4 Kraftwirkueg geladeeer Körper (Artikeler.: P ) Versuch Eieführueg Auf Teppichboden: Vielleicht kennst du die Situation. Läufst du über Teppichboden und fasst danach an Metall, beko--st du gelegentlich eine gewischt, es bitzelt i- Finger und du hörst ein kurzes Geräusch. Hast du dich schon -al gefragt, waru- das passiert? Aeweedueg Klebstoff: Klebst du zwei Gegenstände aneinander, dann halten diese sehr gut zusa--en..litze:.ei Gewitter sieht -an oft.litze. Diese schießen ganz schnell vo- Hi--el zu.oden und können dabei sogar Schaden anrichten! U- das zu verhindern, baut -an.litzableiter auf die Hausdächer..litz bei Gewitter

5 Aufgabe Hänge einen Kunststoffstab an eine Schnur. Reibe ihn und einen weiteren Stab an eine- Stück Stoff. Halte die Stäbe nahe aneinander und beobachte, was passiert. Reibe die Stäbe danach erneut und halte sie neben den dünnen Strahl aus eine- Wasserhahn. Versuchsaufbau Vermutueg Wie wirkee die geriebeeee Stäbe aufeieaeder? Eiegaegsfrage Was glaubst du, wie die geriebenen Stäbe aufeinander wirken? sie ziehen sich i--er an es passiert nichts sie stoßen sich i--er ab sie können sich anziehen, aber auch abstoßen Material ued Durchführueg

6 Positioe Material Besteller. Meege 1 Polypropylenstab, d = 10 --, l = Acrylglasstab, d = 8 --, l = Kla--er für Rundstäbe, -it Schnur Durchführueg 1. Ni-- den ersten grauen Stab in die Hand und reibe ihn an eine- Stück Stoff (z... an deine- Pullover oder eine- Lappen). Abb. 1 Kle--e den zweiten grauen Stab -ittig in die Kla--er. Reibe auch diesen Stab -it einer Seite an de- Stück Stoff. Halte dann den Stab an der Schnur hoch, da-it er sich frei drehen kann. Ni-- jetzt auch den ersten Stab und halte die beiden Enden, an denen du gerieben hattest, dicht aneinander, ohne dass sie sich berühren (Abb. 2).

7 Abb. 2 Notiere deine.eobachtung i- Protokoll. Halte den Stab in der Kla--er weiter an der Schnur fest. Lege den anderen Stab zur Seite. Ni-- jetzt den durchsichtigen Stab und reibe ihn an de- Stück Stoff. Halte ihn wie zuvor auch dicht neben den grauen Stab, der an der Schnur hängt..eobachte wieder, was passiert und trage es i- Protokoll ein. 2. Geh zu- Waschbecken und drehe den Wasserhahn leicht auf. Es -uss genug sein, dass das Wasser nicht tropft, aber es soll trotzde- nur ein ganz dünner Strahl sein wie in Abb. 3. Abb. 3 Reibe wieder den grauen Stab an de- Stück Stoff und halte den Stab jetzt dicht neben den Wasserstrahl..eschreibe deine.eobachtung i- Protokoll. Wenn du ein Tablet benutzt, kannst du diesen Versuchsteil -it Hilfe der -easure App als Video aufneh-en und dort in eine- Projekt ablegen. So kannst du hinterher noch-al überprüfen, was genau i- Experi-ent passiert ist.

8 Auswertueg Du hast in diese- Versuch -ehrere Stäbe elektrostatisch aufgeladen und untersucht, wie sie sich verhalten, wenn du sie einander näherst. Außerde- hast du überprüft, ob ein elektrostatisch aufgeladener Stab eine Wirkung auf einen Wasserstrahl hat. Gehe in das Protokoll und beantworte dort die Fragen zu- Versuch.

9 Protokoll: Kraftwirkueg geladeeer Körper Beobachtueg - Frage 1 Du hast die beiden grauen Stäbe an den Enden gerieben ( elektrostatisch aufgeladen ) und diese Enden nah aneinander gehalten. Was passiert dann? Der hängende Stab dreht sich weg. Der hängende Stab dreht sich zum anderen hin. Es passiert nichts. Beobachtueg - Frage 2 Du hast den durchsichtigen Stab gerieben und nah an das aufgeladene Ende des hängenden grauen Stabs gehalten. Was passiert dann? Der graue Stab dreht sich weg. Der graue Stab dreht sich zum durchsichtigen Stab. Es passiert nichts. Beobachtueg - Frage 3 Welchen Einfluss hat ein elektrostatisch aufgeladener Stab auf den Wasserstrahl?

10 Auswertueg - Frage 1 Laden sich der graue und der durchsichtige Stab auf die gleiche Art elektrostatisch auf? Auswertueg - Frage 2 Hast du eine Idee, was passiert, wenn du nicht die beiden geriebenen Enden von zwei Stäben aneinander hältst, sondern das geriebene Ende von einem Stab an das andere Ende des zweiten Stabs hältst? Wiederholueg Eiegaegsfrage Was glaubst du, wie die geriebenen Stäbe aufeinander wirken? sie ziehen sich immer an es passiert nichts sie stoßen sich immer ab sie können sich anziehen, aber auch abstoßen