INHALTSVERZEICHNIS PHYSIK-VERSUCHE MIT HINTERGRUNDWISSEN

Transkript

1 INHALTSVERZEICHNIS PHYSIK-VERSUCHE MIT HINTERGRUNDWISSEN D Der magische Ballon / Elektrische Ladungen Es regnet Luftballons / Elektrische Ladungen Schnipselfangen / Elektrische Ladungen Hintergrundwissen Elektrizität - Elektrische Ladungen

2 PHYSIK / ELEKTRISCHE LADUNGEN DER MAGISCHE BALLON Was brauchst du? 1 Luftballon 1 Wollsocken So gehst du vor: 1. Blase den Luftballon auf und reibe ihn am Wollsocken! 2. Halte den Socken anschließend über den Luftballon! Tipps und Tricks: Statt Wollsocken Wollhandschuhe verwenden. Den Luftballon immer nur in eine Richtung sanft reiben. Was passiert? Der Luftballon und der Wollsocken ziehen sich an. Warum ist das so? Durch das Reiben wird der Luftballon elektrisch negativ aufgeladen. Die positiven Ladungen des Sockens und die negativen Ladungen des Ballons ziehen sich an: Der Luftballon haftet am Wollsocken

3 Praktische Durchführung Medien: Luftballons Wollsocken Ziele: Wissen über statische Elektrizität vermitteln Konzentrationsförderung Freude am Entdecken und Forschen Organisation: 4 Kinder Am Tisch Motivation / Einstiegsphase: Fingerspiel: Ich habe zwei Hände (Hände zeigen), an jeder Hand habe ich fünf Finger (Finger zählen), gemeinsam bilden sie einen Ballon, der steigt hoch und immer höher, bis er platzt. KGP gibt einen Korb mit verschiedenen Luftballons im Kreis herum, jedes Kind nimmt sich einen heraus. In einem anderen Korb hat die KGP noch etwas versteckt. Was könnte das sein? (Kinder ertasten die Wollsocken) Hauptteil / Vermittlungsphase: Die Kinder reiben nun den Wollsocken an ihrem Luftballon. Wichtig: Den Wollsocken immer nur in eine Richtung reiben! Folge: Der Socken bleibt an dem Luftballon haften. Was passiert, wenn ich den Ballon an meinen Haaren reibe? Erklärung: Durch das Reiben wird der Luftballon elektrisch negativ aufgeladen. Der Socken ist positiv geladen und dadurch haftet der Ballon am Wollsocken. Abschluss / Ausklangsphase: Wettlauf: Alle Kinder reiben den Wollsocken am Luftballon. Wer kommt am weitesten, bis der Wollsocken auf den Boden fällt?

4 PHYSIK / ELEKTRISCHE LADUNGEN ES REGNET LUFTBALLONS Was brauchst du? Viele Luftballons Wolltücher So gehst du vor: 1. Blase die Luftballons straff auf! 2. Reibe sie an einem Wolltuch! 3. Halte die Luftballons an die Decke! Tipps und Tricks: Die Luftballons immer nur in eine Richtung sanft reiben. Werden viele Luftballons aufgeblasen, ist es günstig, eine Ballonpumpe zu verwenden. Besser als runde Luftballons haften längliche: Durch die größere Berührungsfläche mit der Decke erfolgt stärkere Anziehung. Was passiert? Die Luftballons bleiben an der Decke haften. Je nach Stärke der Ladung fallen sie zu unterschiedlichen Zeiten herunter. Warum ist das so? Durch das Reiben werden die Luftballons elektrisch negativ aufgeladen. Ihr elektrisches Feld ist so stark, dass es die negativen Ladungen der Decke verdrängt. Nun ziehen sich die positiven Ladungen der Decke und die negativen Ladungen der Ballons an: Die Ballons haften an der Decke

5 Praktische Durchführung Medien: Viele Luftballons Zwei Wolltücher Filzstifte Ziele: Wissen über statische Elektrizität vermitteln Geschicklichkeit fördern Staunen können Organisation: 6 Kinder Am Tisch Motivation / Einstiegsphase: KGP erzählt den Kindern: Clown Pepino hat gestern, als er hier war, lauter bunte Dinge verloren. Diese kann man aufblasen Die Kinder gehen im Raum herum und suchen. Haben sie einen Luftballon gefunden, kommen sie zurück an den Tisch. Den Kindern, die ihn nicht finden, hilft die KGP mit warm/kalt. Sitzen alle Kinder am Tisch, versuchen sie den Luftballon aufzublasen. KGP gibt Hilfestellungen. KGP teilt Filzstifte aus. Jedes Kind darf seinen Luftballon anmalen. KGP fragt die Kinder: Bei welchem Anlass bekommt man Luftballons? Wie fühlt sich ein Luftballon an? Was passiert, wenn ich mich darauf stelle? Hauptteil / Vermittlungsphase: Es regnet Luftballons: KGP erzählt: Pepino wollte, dass die Luftballons schweben. Die Kinder probieren es aus. Der Luftballon kommt wieder zurück auf den Boden. Nun teilt KGP ihre Idee mit: Jedes Kind nimmt seinen Luftballon in die Hand. Nacheinander darf jedes Kind an dem Wolltuch reiben. Hält man die Ballons an die Decke, bleiben sie an der Decke. Je nach Deckenhöhe gibt nun das Kind bzw. die KGP den Luftballon an die Decke. Während des Tages werden die Ballons zu unterschiedlichen Zeiten herunter regnen. Tipps und Tricks: Den Luftballon immer nur in eine Richtung sanft reiben. Erklärung: Durch das Reiben werden die Luftballons elektrisch aufgeladen. Die Ballons haften an der Decke, weil sich die beiden Ladungen (Decke-Ballon) anziehen. Abschluss / Ausklangsphase: KGP macht die Kinder noch einmal auf die schwebenden Luftballons an der Decke aufmerksam. Sobald der eigene Luftballon herunter fällt, darf das Kind den Luftballon behalten. Das ist das Geschenk von Pepino

6 PHYSIK / ELEKTRISCHE LADUNGEN SCHNIPSELFANGEN Was brauchst du? Luftballons Papierschnipsel Wolltuch So gehst du vor: 1. Reibe einen Luftballon an einem Wolltuch! 2. Versuche nun mit dem aufgeladenen Luftballon viele kleine Papierschnipsel, die auf dem Boden liegen, auf den Luftballon zu bekommen! 3. Halte dazu den Ballon nahe am Boden zu den Papierschnipseln! Tipps und Tricks: Den Luftballon immer nur in eine Richtung sanft reiben. Was passiert? Die Papierschnipsel werden vom Luftballon angezogen. Warum ist das so? Durch das Reiben wird der Luftballon elektrisch negativ aufgeladen. Dadurch hat er ein elektrisches Feld um sich, das so stark ist, dass es Gegenstände anziehen und hochheben kann

7 Praktische Durchführung Medien: Luftballons Papier Wolltuch Ziele: Wissen über statische Elektrizität vermitteln Geschicklichkeit fördern Freude am Entdecken und Forschen Organisation: 4 Kinder Am Tisch Motivation / Einstiegsphase: Auf dem Tisch liegt farbiges Papier. Gemeinsam mit der KGP reißen die Kinder nun kleine Schnipsel. Die KGP stellt ihnen ein Rätsel: Es gibt sie in vielen Farben und man kann sie aufblasen, Wenn die Kinder das Rätsel gelöst haben, holt die KGP die Luftballons hervor. Hauptteil / Vermittlungsphase: Die Kinder reiben nun ihren Luftballon an dem Wolltuch. Wichtig: Den Luftballon immer nur in eine Richtung reiben! Dann versuchen sie gemeinsam alle Schnipsel auf den Luftballon zu bekommen. Kann der Luftballon sonst noch Dinge anziehen? Kinder experimentieren frei! Erklärung: Durch das Reiben werden die Luftballons elektrisch aufgeladen. Dadurch hat er ein elektrisches Feld um sich, das so stark ist, dass es Gegenstände anziehen kann. Abschluss / Ausklangsphase: Fingerspiel: Ich habe zwei Hände (Hände zeigen), an jeder Hand habe ich fünf Finger (Finger zählen), gemeinsam bilden sie einen Ballon, der steigt hoch und immer höher, bis er platzt (klatschen)!

8 Elektrizität Elektrische Ladungen Einleitung Wird ein Hartgummistab mit einem Tuch aus Wolle gerieben, so übt er eine abstoßende Kraft auf einen ebenfalls geriebenen Gummistab aus. Der Stab hat durch das Reiben eine neue physikalische Eigenschaft bekommen: Er ist elektrisch (auf-)geladen, er trägt elektrische Ladung. Ladungstrennung Elektrische Ladungen kann man nicht erzeugen, man kann nur die in der Natur vorhandenen Ladungen trennen! Gleichnamige Ladungen stoßen sich ab, ungleichnamige Ladungen ziehen sich an! Bei einer Ladungstrennung erhält man immer gleichviel positive wie negative Ladungen! Ein Körper ist positiv geladen, wenn er Elektronenmangel aufweist. Ein Körper ist negativ geladen, wenn er Elektronenüberschuss aufweist. Einheiten Die elektrische Ladung wird mit Q abgekürzt. Einheit ist ein Coulomb ( C ): Ein C ist gleich der Elektrizitätsmenge oder der elektrischen Ladung, die während einer Sekunde bei einem zeitlich unveränderlichen elektrischen Strom der Stärke ein Ampere durch den Querschnitt eines Leiters fließt. Elementarladung Die kleinste Ladung wird als Elementarladung e bezeichnet. Jede Ladung ist somit ein ganzzahliges Vielfaches dieser Elementarladung

9 Geschichtlicher Hintergrund Reibungselektrizität ist schon lange bekannt. Bereits im Jahr 600 v. Chr. berichtete der griechische Philosoph und Mathematiker Thales von Milet (625 v. Chr. 547 v. Chr.), dass Bernstein Papierfetzen anzieht, wenn man ihn reibt. William Gilbert ( ), britischer Arzt und Naturforscher, stellte über das Phänomen der Abstoßung und Anziehung erste wissenschaftliche Untersuchungen an. Auf ihn geht der Name Elektrizität in Anlehnung an das Wort elektron für Bernstein zurück: Beim Kämmen mit einem Bernsteinkamm nimmt man ein geheimnisvolles Knistern wahr, die Haare werden vom Kamm angezogen!