Jugendbegleiter für Natur und Umwelt

Transkript

1 Jugendbegleiter für Natur und Umwelt Themenblätter: Naturwissenschaftliche Zaubertricks Altersgruppe: Ort: Wetter: Material: Vorbereitung: 1. bis 4. Klasse drinnen oder draußen egal große, leere Konservendose, Stichel zum Durchlöchern, Waschbecken, starke Taschenlampe, eine Münze, ein undurchsichtiger Kaffeebecher, Wasser, ein Stuhl, 2 identische leere zylindrische Dosen (z.b. Kaffee), schwerer kleiner Gegenstand wie dicke Schraube, stabiles Klebeband, Bücher zum Bau einer Schrägbahn, alles, was sich zu einem Gleichgewichtsgegenstand verbinden lässt, Gürtel, Stift, Gabeln, Tasse, Knopf, Kartoffel, Tischtennisball, Fön, viele Bälle und breite Trinkhalme, Trichter, 2 Münze, feste Karteikarte, Glas, Garnrolle mit kleinem Loch und großer Seitenfläche, Papier, dünnes Papier, Stift (den man gut auf sein Ende stellen kann (dicke Holzstifte)), viele Cent-Stücke in derselben Größe Experimente vorher alle ausprobieren! Zaubereien erwecken die Neugier jedes Kindes und meist auch der Erwachsenen. Viele kleine Tricks kann man mit Experimenten vorführen, die meist auch die Eltern zum Staunen bringen. Die Natur funktioniert nun mal nach Naturgesetzen der Physik und Chemie, egal, ob ein Vogel fliegt, ein Gecko kopfüber an der Decke klebt oder ein Eisvogel im Wasser jagt. Die Tiere denken zwar nicht über die Regeln nach, haben aber alle Berechnungen und alle Bewegungsabläufe darauf optimiert. A. Vorbereitung Lesen Sie mal einige Tricks durch und versuchen Sie, die Hintergründe zu verstehen. Alle Experimente müssen vorher sehr gut geübt werden, damit sie dann problemlos klappen. Versuch, die dem Jugendbegleiter misslingen sind ganz schlecht! B. Begrüßung (15 min.) Normaler Zauberkasten mit einfachen Tricks Vielleicht findet sich ja noch ein Verkleidungsset für Kinder, mit dem man mit Umhang, Hut und Zauberstab eine kleine Einleitung gestalten kann. Auch Harry Potter, der viel üben und lernen muss, ist ein Vorbild für die Kinder. C. Hauptteil Münze im Glas : Wenn der Eisvogel jagt, muss er die Lichtbrechung beachten, Schwerkrafttricks : der Schwanz des Eichhörnchens hilft beim Gleichgewicht; Dose bergauf, Kerzenlöscher mit Trichter und Schlauch (Schallübertragung in der Röhre), Ballon und Pfeffer (statische Elektrizität), Lichtstrahl im Wasserstrahl Jedes Experiment dauert zwischen 5 und 10 min, wenn alle Kinder es selbst probieren wollen 1 von 5

2 C 1. Zaubereien mit Wasser Wasserstrahlen verknoten und verbiegen Material: große, leere Konservendose, Stichel zum Durchlöchern, Waschbecken Zunächst werden knapp über dem Dosenboden in die Seite der Dose Löcher gebohrt. Der Abstand sollte recht gering sein, etwa Lochbreite ist gut. Die Dose wird im Waschbecken gefüllt und der Wasserhahn so eingestellt, dass genauso viel Wasser in die Dose hineinläuft wie unten heraus. Das Wasser läuft in Strahlen aus den Löchern. Nun verkünden Sie, dass Sie diese verknoten können. Lassen Sie erst die Kinder testen, dann zeigen Sie den Trick: fahren Sie langsam mit den Fingern von einer Seite der Löcher zur anderen, sobald ein Strahl kurz hinter dem Loch Verbindung zum Nachbarn bekommt, fließen sie gemeinsam weiter. Machen Sie zunächst nur 2-3 Stränge, später kann man versuchen, bis zu 6 Stränge miteinander zu verbinden. Dieser Effekt tritt in der Natur ebenfalls auf, Wasserfälle zeigen das im großen Maßstab. Wasser hat eine große Neigung zur Kohäsion und verbindet sich gern mit anderem Wasser. Licht ausgießen Material: Die durchlöcherte Dose von vorher oder eine Dose mit nur einem größeren Loch; starke Taschenlampe Licht kennen die Kinder ja gut. Das strahlt von der Lampe nach allen Seiten. Aber kann man Licht auch gießen? Die Dose wird so gefüllt, dass ein steter Strahl Wasser herausläuft, aber oberhalb noch Platz ist. Dann wird die Taschenlampe in die Dose gesteckt und die Wasserfläche von oben beleuchtet. Am besten geht das, wenn der Raum etwas verdunkelt wird. Der Lichtschein wird dem Wasserstrahl folgen. Wenn Sie das selbe mit der leeren Dose versuchen, gibt es einen sehr breiten, aufgefächerten Lichteffekt durch die Beugung am Spalt. Das Wasser fungiert hier als Lichtleiter. In der Natur ist diese Lichtleitung unter Wasser entscheidend für das Vorkommen vieler Lebewesen im Meer oder See. Allerdings geht das nur mit sauberem Wasser. Je mehr Teilchen das Wasser enthält, umso stärker wird das Licht gestreut und kommt nicht mehr weit. Münze im Glas Material: eine Münze, ein undurchsichtiger Kaffeebecher, Wasser zum Eingießen Bitten Sie ein Kind, sich vor den Becher zu setzen. Legen Sie die Münze auf den Boden des Bechers in Richtung Kind. Nun soll das Kind seinen Kopf so halten, dass es gerade die Münze nicht mehr sehen kann, da der Becherrand sie verdeckt. Diese Position wird starr gehalten. Ohne Bewegung können Sie die Münze sichtbar machen: Gießen Sie langsam das Wasser auf, bis das Kind meldet, dass es jetzt die Münze sieht. Dieser Trick beruht auf der Brechung von Wasser im Vergleich zu Luft. Derselbe Effekt ist sichtbar, wenn man einen Stift schräg ins Wasser hält und er geknickt aussieht. Der Eisvogel und andere Luft-Wasser-Jäger berechnen die Position des Fisches unter Wasser je nach Anflugwinkel und treffen immer! C 2. Zaubereien mit der Schwerkraft Körpertricks Material: eine gerade Wand, ein Stuhl Fragen Sie ein Kind, ob es sich bücken kann. Selbstverständlich kann es das! Jetzt bitten Sie ein Kind, sich mit dem Rücken an die Wand zu stellen, so dass die Fersen Wandkontakt haben. Dieses Kind wird sich nicht bücken können, ohne umzufallen. Ebenso wenig kann man mit der Seite an eine Wand angepasst stehen und das freie Bein zur Seite strecken. 2 von 5

3 Ein anderes Kind setzt sich auf einen Stuhl. Die Beine stehen senkrecht auf dem Boden, die Hände sind hinter dem Rücken. Drücken Sie nun dem Kind eine Hand auf die Stirn und bitten Sie es, aufzustehen. Auch das wird nicht gelingen, wenn der Schwerpunkt nicht nach vorne verlagert werden kann. Bei jedem Bewegen in der Natur müssen die Gesetze der Schwerkraft gelten, daher kann ein Löwe keine Gazelle hochheben, sondern nur schleifen, die meisten Säugetiere können nicht auf einem Vorder- und einem Hinterbein stehen. Bergaufdose Material: 2 identische leere zylindrische Dosen (z.b. Kaffee), schwerer kleiner Gegenstand wie dicke Schraube, stabiles Klebeband, Bücher zum Bau einer Schrägbahn Alle Kinder wissen: Wenn sie eine Rolle an den Gipfel einer Schräge legen, rollt sie runter, aber nicht freiwillig hinauf. Beweisen Sie mit einem Trick das Gegenteil: In die Dose wird mittig in Längsrichtung der schwere Gegenstand befestigt. Kleben Sie die Schraube fest und machen Sie die Dose zu. Nun bauen Sie die Schräge auf und lassen die unpräparierte Dose ein kleines Stück rollen. Die vorbereitete Dose wird nun ans untere Ende der Schräge gelegt. Das Gewicht ist oben, leicht bergauf verdreht. Wenn Sie nun loslassen, wird das Gewicht die Dose eine halbe Umdrehung nach oben ziehen, dann allerdings bleibt sie liegen. Es sollte so aussehen, als ob die Dose weiter rollen könnte und Sie sie lediglich vorher wegnehmen. Falls Sie genug leere Dosen haben, gibt es für jedes Kind eine Dose. In der Tierwelt nutzen die Tiere den Schwung aus dem eigenen Gewicht aus, um im passenden Moment einen neuen Schub zu geben. Dadurch bewegen sie sich sehr energiesparend und unter Ausnutzung der Gewichtskraft. Gleichgewichtszauber Material: alles, was sich zu einem Gleichgewichtsgegenstand verbinden lässt, Gürtel und Stift oder Gabeln, Tasse und Knopf, Kartoffel und Gabeln Stecken sie an einen langen Gürtel einen Kugelschreiber mit seiner Klemme fest. Normalerweise sagen alle Kinder, dass man den Gürtel nur mühsam am Kuli halten kann. Balancieren Sie die Kulispitze vorsichtig auf einem Finger, trotz gefährlicher Schräglage bleibt die Konstruktion liegen. Das liegt daran, dass das untere Ende des schweren Gürtels auf der anderen Seite ihres Fingers baumelt und damit der Schwerpunkt des Ganzen exakt auf ihrem Finger liegt. Ebenso geht das Experiment mit einem Knopf, der zwischen Kuchengabelzinken passt. Stecken Sie zwei Gabeln auf den Knopf, so dass die schweren Enden sich im Dreieck mit dem Knopf befinden. Setzen Sie nun den Knopf auf den Rand einer Tasse, er wird waagrecht abstehend dort liegen bleiben. Jeder Vogel, der im Geäst turnt, jedes Eichhörnchen, jede Katze verwenden ihre Schwänze genau dazu: Gleichgewicht halten und Schieflagen mit Gegengewicht ausgleichen! C 3. Zaubereien mit Luft Der Ball auf dem Luftstrahl/im Trichter Material: Tischtennisball und Fön, viele Bälle und breite Trinkhalme, Trichter Führen Sie vor, dass der Ball in der Mitte eines Fönstrahls nicht weggepustet wird, sondern exakt dort bleibt. Dazu richten Sie den Luftstrahl senkrecht nach oben und legen Sie vorsichtig den Ball in den Luftstrom. Auch mit dickem Knick-Röhrchen und Tischtennisball können die Kinder diesen Trick selbst testen. Der Ball wird auf das senkrecht gehaltene Röhrchen gelegt. In das abgewinkelte Ende pusten die Kinder vorsichtig hinein. Ebenso kann man einen Ball in einen Trichter legen, den Trichter senkrecht mit der Öffnung nach oben halten und versuchen, durch den Auslauf den Ball herauszupusten. Es wird nicht gelingen. Die Aerodynamik verbietet 3 von 5

4 dieses, jeder Vogel nutzt diese Gesetze für seine Flugfähigkeit, genauso wie unsere Flugzeuge mit diesen Kräften arbeiten. Münze ins Glas/wegpusten Material: 2 Münze, feste Karteikarte, Glas Legen Sie die Karte auf das Glas, so dass eine Münzgroße Öffnung bleibt. Die Münze kommt auf die Karte. Nun sollen die Kinder versuchen, die Münze ins Glas zu blasen. Meist blasen die Kinder auf die Öffnung zu und haben das Gesicht an der geschlossenen Seite des Bechers. Zeigen Sie, dass es sinnvoller ist, in die Öffnung zu blasen. Der Luftdruck wird die Karte an der geschlossenen Seite anheben und die Münze rutscht ins Glas. Sie können die Kinder auch beauftragen, eine auf dem Tisch liegende Münze wegzupusten. Dazu hilft es nicht, gegen die Münze zu blasen, sondern man muss kurz und kräftig über die Münze hinweg blasen. Meist fliegt die Münze dann einige cm weit. Viele Tiere nutzen Strömungsmechanik, um ihre Beute zu fangen. Es gibt Fische, die einen Wasserstrahl zur Jagd ausstoßen, Insektenlarven, die ihre Netze geschickt als Falle bauen und auch der Wasserschlauch, eine fleischfressende Pflanze, nutzt Druckunterschiede für die Fangblasen. Garnrollentrick Material: Garnrolle mit kleinem Loch und großer Seitenfläche, Papier Pusten Sie durch die Öffnung der Rolle nach unten. Wenn Sie an die andere Seite ein Papierstück größer als der Boden hinhalten, werden alle sagen, dass Sie es wegpusten können. Allerdings gelingt das nicht! Die Luft verlässt schnell die Röhre und breitet sich dann zwischen Boden und Papier aus. Daher ist der Luftdruck von unten stärker als der im Zwischenraum, das Papier klebt scheinbar an der Garnrolle. Das gleiche Phänomen kann man mit gebogenem Papier sehen. Legen Sie einen Notizzettel mit der Wölbung nach oben auf den Tisch. Eigentlich müsste man den doch wegblasen können, aber wenn Sie von schräg oben in den Hohlraum pusten, glättet sich das Papier und wird festgedrückt. C 4. Zaubereien mit der Trägheit Stehender Stift mit Papier Material: dünnes Papier, Stift, den man gut auf sein Ende stellen kann (dicke Holzstifte) Stellen Sie den Stift auf ein Blatt Papier an eine Tischkante. Das Papier sollte überhängen. Nun bekommen die Kinder die Aufgabe, das Papier herauszuholen, ohne den Stift zu berühren und ohne, dass er umfällt. Zeigen Sie die Lösung: halten Sie das freie Ende des Papiers fest. Schlagen Sie kurz und kräftig auf das Papier neben der Tischkante. Das Papier folgt ihrer Kraft, der Stift bleibt aufgrund der Trägheit der Masse stehen. Münzen schießen Material: viele Cent-Stücke in derselben Größe Legen Sie 5 Geldstücke in eine Reihe. Halten Sie das dritte Geldstück leicht auf den Tisch gedrückt. Nun schnippt ein Kind ein weiteres Geldstück auf das eine Ende der Reihe. An der anderen Seite fliegt genau ein Geldstück weg. Das funktioniert auch, wenn 2 Geldstücke angeschnippt werden, dann fliegen 2 Geldstücke weg. Bei drei geht es auch, nur müssen dann auch 3 wegrutschen können. Das Schnippen mehrerer Geldstücke ist Übungssache, bis 3 kann man recht gut mit 3 Fingern eine Schlange in Bewegung bekommen. Das gleiche Prinzip geht auch mit einem Stapel. Stapeln Sie einige Münzen, eine bleibt übrig. Nun soll die unterste Münze des Stapels entfernt werden, ohne den Rest zu berühren. Schießen Sie die freie Münze auf den Stapel. Sie schubst die unterste Münze heraus und bleibt selbst davor liegen. Das geht bis zur letzten Münze! 4 von 5

5 D. Abschluss (15 min.) Vorstellung Jedes Kind führt ein Experiment, welches es fehlerfrei beherrscht, mit den üblichen Clownereien und Hut und Umhang vor. Quelle: Anita Bitterlich, Umweltzentrum Neckar-Fils E. Erweiterungen und Anschluss Die Kinder können eine kleine Vorführung für ihre Kameraden einstudieren, bei einem Schulfest aktiv werden oder die Experimente filmen. Links Pädagogische Beratung: Anita Bitterlich, Umweltzentrum Neckar-Fils, Plochingen gefördert durch das Umweltministerium: 5 von 5