Arbeitsblätter für Schüler

Transkript

1 Magnetische Pole Lernziel: Verstehen, wie positive und negative magnetische Pole Schub- und Zugkräfte aufzeigen können Zähle fünf Gegenstände auf, die ein Magnet anziehen wird. 2. Wie werden die Enden eines Magneten genannt? 1. An welcher Art von Metall wird ein Magnet haften? 2. Was geschieht, wenn gleiche Pole eines Magneten nebeneinander platziert werden? 1. An welcher Art von Metall wird ein Magnet haften? 2. Was geschieht, wenn gleiche Pole eines Magneten nebeneinander platziert werden? Welche Kräfte werden erzeugt?

2 Einen Kompass bauen Lernziel: Fähig sein, einen Kompass zu bauen und Nord- und Südpole zu bestimmen Nenne zwei Dinge in Deiner Schule, die von dort, wo Du jetzt stehst bzw. sitzt, Norden gegenüber liegen. 2. Wenn Du auf dem Nordpol stehen könntest, auf welchem Ende des Erdmagneten würdest du stehen? 1. Nenne zwei Dinge in Deiner Schule, die von dort, wo Du jetzt bist, in Richtung Norden liegen. Bewegst Du Dich an eine andere Stelle der Schule, werden diese Dinge weiterhin in Richtung Norden Dir gegenüber liegen? 2. Wenn Du auf dem Nordpol stehen könntest, auf welchem Ende des Erdmagneten würdest du stehen? Kannst Du erklären, warum? 1. Verwende einen Kompass, um Dir zu helfen, Dich nach Norden zu wenden, und zeichne einen Plan von Deiner wie eine Karte. 2. Warum glaubst Du, werden zwei Kugeln zusammen verwendet, um den Kompass zu bauen?

3 Magnetkräfte innerhalb der Kugeln Lernziel: Verstehen, wie die magnetischen Schub- und Zugkräfte innerhalb der Kugeln verstärkt oder verringert werden Was geschieht, wenn Du zwei Bausätze jeweils mit einem Wert von -2 zusammenlegst? Was geschieht, wenn Du zwei Bausätze zusammenlegst, einen mit einem Wert von +2 und den anderen mit einem Wert von -2? Was geschieht, wenn Du zwei Bausätze jeweils mit einem Wert von -2 zusammenlegst? Erkläre Deine Antwort Was geschieht, wenn Du zwei Bausätze zusammenlegst, einen mit einem Wert von +2 und den anderen mit einem Wert von -2? Erkläre Deine Antwort Schreibe Regeln auf, um zu erklären, was den Bausätzen geschieht, wenn sie nebeneinander mit Kugeln unterschiedlicher Werte gelegt werden. 2. Was geschieht, wenn eine Kugel mit einem Wert von Null eine andere Kugel mit einem Wert Null berührt?

4 Magnetschwebetechnik Lernziel: Verstehen, dass sich gleiche Pole abstoßen und die Bedeutung der Magnetschwebetechnik Welcher ist der Abstand zwischen den schwebenden Stäben? Kannst Du Dir einen Weg denken, wie Du diesen messen kannst? Erkläre dies nachstehend mithilfe eines Diagramms. 1. Was geschieht, wenn Du mehr Stäbe in die Röhre gibst? 2. Was ist der Gesamtschwebeabstand bei drei Stäben? Kannst Du Dir einen Weg denken, wie Du diesen messen kannst? Erkläre dies nachstehend mithilfe eines Diagramms. 1. Wenn 3 oder mehr Stäbe hinzugefügt werden, ist dann der Zwischenraum zwischen den Stäben gleich? Kannst Du Dir denken, wie dieser zu messen ist und Deine Theorie beweisen? Erkläre es nachstehend. 2. Kannst Du an irgendwelche praktische Verwendungen für Magnetschwebetechnik oder Magnetfederung denken?

5 Ansammlung von Polaritäten Lernziel: Die Auswirkungen der Vergrößerung oder Verringerung der Magnetkräfte in den Kugeln verstehen Was passiert, wenn Du die beiden Kugeln einander näherst? Was passiert, wenn Du die beiden Kugeln einander näherst? Erkläre Deine Antwort Zeichne und beschrifte ein ähnliches Gefüge mit nur zwei Kugeln, die sich abstoßen, bzw. Schubkräfte aufweisen. 1. Was passiert, wenn Du die beiden Kugeln einander näherst? Erkläre Deine Antwort. Wie würdest Du die Anziehung zwischen den beiden Kugeln erhöhen oder verringern? Wie bringst Du zwei Kugeln dazu, sich bei mehreren Stäben abzustoßen? Zeichne Deine Antwort hierunter mit einer kurzen Erklärung.

6 Einfache Strukturen Lernziel: In der Lage sein, einfache Strukturen zu bilden Erkläre, warum ein Quadrat eine schwache Form ist. 1. Erkläre, warum ein Dreieck eine starke Form ist. 1. Erkläre (mit Skizzen), wie aus einem Quadrat eine wesentlich stärkere Form zu machen ist.

7 Bauen regelmäßiger Vielecke Lernziel: Wissen, was ein regelmäßiges Vieleck ist und wie man eine Reihe von Formen bildet Zeichne und beschrifte 3-, 4-, 5- und 6-seitige regelmäßige Vielecke. 1. Zeichne und beschrifte 3-, 4-, 5- und 6-seitige regelmäßige Vielecke. 2. Zeichne und beschrifte 3-, 4-, 5- und 6-seitige unregelmäßige Vielecke. 1. Zeichne und beschrifte 3-, 4-, 5- und 6-seitige regelmäßige Vielecke. Füge die Innenwinkel für jede Form hinzu.

8 Dreidimensionale (3-D-) Baugefüge Lernziel: Verstehen, wie man eine Struktur aus einfachen Vielecken bildet Erkläre, was ein Baugefüge ist. 1. Erkläre, was ein Baugefüge ist. 2. Zeichne nachstehend ein Baugefüge. Beschrifte einige einfache Formen. 1. Erkläre, was ein Baugefüge ist. 2. Der nachstehende Würfel ist kein starkes Gefüge. Wie kannst Du dieses Gefüge verstärken? Zeichne Deine Ideen und erkläre, warum.

9 9 Komplexe 3-D-Baugefüge Lernziel: Verstehen, wie man 3-D-Formen bildet. 1. Beschrifte und zähle die Ecken, Flächen und Kanten des unten abgebildeten Würfels. 1. Beschrifte und zähle die Ecken, Flächen und Kanten der unten abgebildeten dreieckigen Pyramide. 1. Beschrifte und zähle die Ecken, Flächen und Kanten eines sechseckigen Prismas.

10 Starke Baugefüge Lernziel: Ein einfaches Brücken-Baugefüge bauen und verstehen wie man ein Baugefüge stabiler macht Zeichne die endgültige Brücke in einer Seitenansicht, wobei klar erkennbar wird, wie Du die Fahrbahn der Brücke verstärkt hast. 1. Zeichne die endgültige Brücke in einer Seitenansicht, wobei klar erkennbar wird, wie Du die Fahrbahn der Brücke verstärkt hast. Beschrifte jede Schub- und Zugkraft, die Du erkennen kannst. 1. Zeichne die endgültige Brücke in einer Seitenansicht, wobei klar erkennbar wird, wie Du die Fahrbahn der Brücke verstärkt hast. Beschrifte mindestens zwei Stäbe, die unter 'Druck' stehen und zwei, die unter 'Zug' stehen.

11 Fachwerkbrücken Lernziel: Verstehen, was eine Fachwerkbrücke ist und die Auswirkung von Triangulierung bei Baugefügen Zeichne unten eine Fachwerkbrücke. 2. Welche ist die wichtigste Form in einer Fachwerkbrücke? 1. Zeichne unten eine Fachwerkbrücke. Hebe ein Dreieck hervor. 2. Erkläre, warum Dreiecke so wichtig sind. 1. Zeichne unten eine Fachwerkbrücke. Hebe ein Dreieck hervor. 2. Welches Material wird beim Bau einer Fachwerkbrücke verwendet?

12 Verwendung von Schub- und Zugkräften Lernziel: Ein Gefüge bauen, um magnetische Schub- und Zugkräfte nachzuweisen Kannst Du erklären, warum sich die Backen nicht schließen? 1. Kannst Du erklären, warum sich die Backen nicht schließen? 2. Wie kannst Du durch Hinzufügen von nur einem Stab die Backen zum Schließen bringen? Zeichne deine Antwort. 1. Erkläre unter Verwendung der gelernten Begriffe, warum sich die Backen nicht schließen? 2. Wie kannst Du bewirken, dass die Backen sich weiter öffnen?

13 Schwingungserzeuger Lernziel: Verstehen, wie man Schubkräfte einsetzt, um ein schwingendes Pendel zu bauen Wie lange wird das mittlere Dreieck schwingen? Bestimme die Zeit in Sekunden mithilfe einer Stoppuhr. 1. Wie lange wird das mittlere Dreieck schwingen? Bestimme die Zeit in Sekunden mithilfe einer Stoppuhr. 2. Wie glaubst Du, kannst Du die Zeit verlängern? 1. Erkläre den Begriff Schwingung. Fällt Dir ein Gegenstand ein, der schwingt? 2. Zeige in dem nachstehenden Diagramm die beteiligten Kräfte und den Wert der Magnetkräfte in den drei oberen Kugeln auf.

14 Rotation und Reibung Lernziel: Kugeln für Verbindungen mit geringer Reibung verwenden Was geschieht mit dem Unterteil, wenn Du die orangefarbene Struktur des ersten Modells drehst? 2. Was bewirkt sein Verlangsamen und seinen letztlichen Stillstand? 1. Drehe die beiden Teile des ersten Modells in entgegengesetzte Richtungen. Was geschieht schließlich? 2. Was bewirkt sein Verlangsamen und seinen letztlichen Stillstand? 1. Die Drehung des orangefarbenen Gefüges des ersten Modells lässt den unteren Teil ebenfalls drehen. Wenn Du mehr Stäbe hinzufügst, um die Polarität der oberen Kugeln zu verstärken, würde das die Wirkung verringern oder erhöhen? Warum? 2. Selbst, wenn keinerlei Reibung zwischen den Kugeln vorläge, würde die Drehung schließlich trotzdem aufhören. Warum?

15 Einfache Kugellager Lernziel: Verstehen, wie einfache Kugellager arbeiten Erkläre, warum und wie ein einfaches Lager arbeitet. 1. Erkläre, warum und wie ein einfaches Lager arbeitet. 2. Warum ist die Reibung in einem Kugellager geringer? 1. Zeichne und beschrifte die Teile für ein einfaches Lager. 2. Was würde der Bewegung des Gefüges passieren, wenn der Reibungskoeffizient Null betrüge?

16 16 Drucklager Lernziel: Verstehen, wie ein Drucklager arbeitet. 1. Welche Arten von Lasten sind in einem Drucklager beteiligt? 2. Wäre Drucklager für ein Karussell geeignet? Warum? 1. Welche Arten von Lasten sind in einem Drucklager beteiligt? 2. Zeichne die Richtung der Axiallast des unten abgebildeten Karussells. 1. Welche Arten von Lasten sind in einem Drucklager beteiligt? 2. Zeichne die Richtung der Axiallast des unten abgebildeten Karussells. Wo sonst kann man Drucklager finden?

17 Hinzufügen einer Drehbewegung Lernziel: Verstehen, wie eine Drehbewegung mit magnetischen Schub- und Zugkräften zu verbinden ist Beschreibe, was den Backen geschieht, wenn Du das mittlere Teil drehst. 2. Zeige mithilfe von Pfeilen die erzeugte Drehbewegung auf dem nachstehenden Diagramm an. Welche Magnetkraft wird wahrgenommen - Schub- oder Zugkraft? 1. Beschreibe alle Bewegungen, wenn Du das mittlere Teil drehst. 2. Zeige mithilfe von Pfeilen die erzeugte Drehbewegung auf dem nachstehenden Diagramm an. Welche Magnetkraft wird wahrgenommen - Schub- oder Zugkraft? Wie weißt Du das? 1. Beschreibe die Bewegung und die vorliegenden Kräfte, wenn Du das Mittelteil drehst. Erkläre, warum dies geschieht. 2. Zeige mithilfe von Pfeilen die erzeugte Drehbewegung auf dem nachstehenden Diagramm an. Welche Magnetkraft wird wahrgenommen - Schub- oder Zugkraft? Wie weißt Du das?

18 Antriebsbewegung Lernziel: Verstehen, wie eine Antriebsbewegung durch Verwendung der magnetischen Schub- und Zugkräfte geschaffen wird. Um eine Drehbewegung zu erhalten, einfache Lager verwenden Beschreibe die Bewegung, wenn Du den oberen Abschnitt drehst. 2. Warum wird zwischen den beiden Abschnitten ein Lager benötigt? 1. Beschreibe die Bewegung, wenn Du den oberen Abschnitt drehst. Welche Magnetkraft verursacht die Bewegung? 2. Warum wird zwischen den beiden Abschnitten ein Lager benötigt? 1. Erkläre, warum die beiden Abschnitte gemeinsam schwingen und sich drehen. 2. Was würde mit der Bewegung geschehen, wenn es keine Reibung in den Lagern gäbe? Ist dies möglich?

19 Gleichpoliger magnetischer Motor Lernziel: Verstehen, wie ein gleichpoliger magnetischer Motor aufgebaut ist Zeichne und beschrifte die Teile für einen gleichpoligen Motor. 2. Worin besteht die Ähnlichkeit dieses Motors mit einem kleinen Elektromotor, wie man ihn in Spielzeugautos findet? 1. Zeichne und beschrifte die Teile für einen gleichpoligen Motor. 2. Was würde geschehen, wenn Du eine Batterie mit höherer Leistung verwenden würdest 1. Zeichne und beschrifte die Teile für einen gleichpoligen Motor. 2. Was würde den Kupferdraht schneller drehen lassen?