Der Bumerang als spannendes Experiment an Haupt- und Realschulen

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1 Naturwissenschaft Torsten Stüben Der Bumerang als spannendes Experiment an Haupt- und Realschulen Examensarbeit

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3 Wissenschaftliche Hausarbeit für das Lehramt an Haupt- und Realschulen Eingereicht dem Amt für Lehrerausbildung - Erste Staatsprüfungen Stuttgarter Str , Frankfurt am Main Der Bumerang als spannendes Experiment an Haupt- und Realschulen Institut für Didaktik der Physik 25. Mai 2005 Torsten Stüben

4 Inhaltsverzeichnis I. EINLEITUNG... 4 II. DER BUMERANG GESCHICHTE WURF DES JAGDBUMERANGS FORM UND PROFIL DES JAGDBUMERANGS HERKUNFT DES JAGDBUMERANGS VERWENDUNG DES JAGDBUMERANGS RÜCKKEHRBUMERANG HERSTELLUNG URSPRUNG DES NAMENS DER BUMERANG HEUTE WURF MIT DEM BUMERANG DER WURFPLATZ GRIFFHALTUNG HORIZONTWINKEL ABWURFWINKEL LUV WINKEL WURFBEWEGUNG DER FANG WEITERE LITERATUR FORM UND FLUG DES BUMERANGS FORM DES BUMERANGS FLUG DES BUMERANGS BISHERIGE ERKENNTNISSE AERODYNAMIK AM TRAGFLÜGEL ERKLÄRUNG DURCH DIE WEGLÄNGENBETRACHTUNG ERKLÄRUNG MIT HILFE DER ZIRKULATIONSSTRÖMUNG ERKLÄRUNG DES AUFTRIEBS DURCH RÜCKSTOß

5 4.4. ZIRKULATION CONTRA RÜCKSTOß LUFTWIDERSTAND AUFTRIEBSKRAFT AM BUMERANG TRANSLATION TRANSLATION & ROTATION DER BUMERANG ALS KREISEL GRUNDLAGEN RECHTE-HAND-REGEL AUSWIRKUNG DER PRÄZESSION AUF DEN BUMERANG ZUSAMMENSPIEL DER KRÄFTE FLACHLEGEN DES BUMERANGS AUTOROTATION DES BUMERANGS...42 III. UNTERRICHT PHYSIKUNTERRICHT PHYSIKALISCHE ERKLÄRUNG BAU EINES BUMERANGS LINEAL MUNDSPATEL ZIMMERBUMERANG...58 IV. ABSCHLIESSENDE WORTE...58 GRÖSSEN UND EINHEITEN...60 LITERATURVERZEICHNIS...61 ABBILDUNGSNACHWEIS

6 EINLEITUNG Das Ding soll zum Werfenden zurückkehren? Und solches Zeug glauben heutigen Tages die Leute? Diese Sätze sagte Prof. Dr. Gudermann 1 im 19. Jahrhundert. Mittlerweile weiß jeder, dass der Bumerang zum Werfer zurückkehrt, jedoch bleibt seine Flugbahn geheimnisvoll und rätselhaft. Man ist ungläubig und kann sein Flugverhalten nicht ohne weiteres erklären. Denn es entspricht der alltäglichen Erfahrung, dass ein Gegenstand, den man wegwirft, nicht wieder von alleine zurückkehrt. Möchte man sich mit den physikalischen Gesetzen des Bumerangfluges vertraut machen und studiert die einschlägige Literatur, so fällt auf, dass es neben den Wurf- und Bauanleitungen, den ethnologischen Beschreibungen und den mathematisch-physikalischen Abhandlungen keine Darstellung gibt, die in wenigen Worten den Rundflug des Bumerangs erklären kann. Mit der folgenden wissenschaftlichen Hausarbeit Der Bumerang als spannendes Experiment an Haupt- und Realschulen im Zuge der ersten Staatsprüfung möchte ich die physikalischen Prinzipien des Bumerangs darstellen und denkbare Experimente für den Unterricht vorstellen, um den Bumerangflug auch in der Sekundarstufe I behandeln zu können. Die spielerische und sportliche Komponente sollte hierbei auf keinen Fall fehlen. Sie stellt eine große Motivation für Schüler 2 dar und hieraus kann eine positive Einstellung zu dem Fach Physik resultieren. 3 Ebenso entwickelt sich erst im Umgang mit dem Bumerang das wahre Verständnis für sein Flugverhalten. Johann Wolfgang von Goethe sagte einst: Wer ein Phänomen vor Augen hat, denkt schon oft darüber hinaus; wer nur davon erzählen hört, denkt gar nicht. 4 1 Schön, Lutz: Der Bumerang Ein Thema für den Physikunterricht. In: PhuD, Heft 2/86, S Der besseren Lesbarkeit wegen wird in dieser Arbeit bei Personen ausschließlich die maskuline Form benutzt, wobei die femininen Wortformen gedanklich inbegriffen sind. 3 Schlichting, Hans Joachim: Spielzeug im Physikunterricht. In: PdN-Ph., Heft 2/92, S Schlichting, Hans Joachim: Spielzeug im Physikunterricht. In: PdN-Ph., Heft 2/92, S. 4. 4

7 Zuerst werde ich auf die geschichtliche Entwicklung des Bumerangs eingehen. Danach wird eine Wurfanleitung vorgestellt, da ohne die richtige Abwurftechnik selbst das perfekt gebaute Krummholz nicht zum Werfer zurückkehrt. Bei der späteren physikalischen Betrachtung wird die Frage beantwortet, warum das Wurfholz so und nicht anders abgeworfen werden muss. Als Nächstes behandele ich das Aussehen und den Flug des Bumerangs. Die einzelnen Beobachtungen lassen sich physikalisch erklären. Mögliche Experimente zur Vermittlung der physikalischen Prinzipien im Unterricht und der Bau des Bumerangs bilden den Abschluss der Arbeit. I. DER BUMERANG 1. GESCHICHTE Der Bumerang ist bis heute ein von Mythen umgebenes Flugobjekt. Bei diesem muss zwischen den geradeaus fliegenden Jagdbumerangs (Abb. 3 links), genannt Kylies, und den Rückkehrbumerangs (Abb. 3 Abbildung 3 rechts) unterschieden werden; Jagdbumerangs sind um ein Vielfaches schwerer und kehren nicht zum Werfer zurück. Außerdem unterscheiden sie sich in Aussehen, Größe und Bearbeitung sowie in der anzuwendenden Wurftechnik von den Rückkehrern im Spiel- und Sportbereich WURF DES JAGDBUMERANGS Bei der Jagd benutzte man z.b. einen Stein oder Speer. Verschätzte man sich in der Weite, wurde das Tier verfehlt. 5 Wegner, Ulli: Nicht alle Bumerangs sind Jagdgeräte. In: Praxis Schule, Heft 4/94, S