Arbeitsauftrag 24

Hilfsmittel:

Platte, Holzblock, Lineal (Meter), Knete

Arbeitsvorgang:

Zusätzlich zu dem Gewicht hängt Reibungskraft, die in der entgegengesetzten Richtung zu der Bewegung des Körpers auf der Oberfläche wirkt, auch von der Größe der Fläche ab mit der das zu bewegende Objekt an der anderen Oberfläche haftet. Das heißt, wenn wir ein Objekt bewegen müssen, ist es ratsam, es auf der Seite zu platzieren, die die kleinste Fläche hat, was zu weniger Widerstand durch Reibung führt, wenn man es auf der Oberfläche bewegen will: „Ist die Größe der Reibungskraft abhängig von der Größe der Fläche, auf der das zu verschiebende Objekt ruht?“

Nachdem diese Forschungsfrage den Schülerinnen und Schülern vermittelt wurde, wird in der Klasse über Hypothesen zum Experiment diskutiert und was dabei herauskommen könnte. Ähnlich wie bei anderen Aufgaben ist es auch hier wichtig, die von den Schülerinnen und Schülern vorgeschlagenen Verfahren zu verwenden, wenn diese ausreichend funktional und entsprechend sinnvoll sind.

Falls es keine entsprechenden Vorschläge gibt können Schüler und Schülerinnen mit einem nicht gleichseitigen/gleichflächigen Objekt arbeiten. Auf den ersten Blick sieht es so aus, als würde das Objekt immer gleich gut gleiten. Um aber genau zu untersuchen, ob die aufzuwendende Kraft mit der Größe der Fläche, auf der der Gegenstand liegt, in Verbindung steht, muss dieses, ganz vorsichtig in kleinen Schritten, versucht werden zu bewegen.

Das Ziel wäre, dass Schüler und Schülerinnen herausfinden, dass die kleinste Reibung auftritt, wenn sich das Objekt auf der kleinsten Seite bewegt (auf dem Bild ist es die Seite B). Falls der Körper instabil wird, wenn er auf seiner kleinsten Seite steht, kann mit Knete die an den Seiten unten angeklebt wird, der Schwerpunkt etwas nach unten verlagert werden. Falls dieses Verfahren angewendet wird, muss es auch bei den anderen Versuchen verwendet werden, sonst werden die Versuchsergebnisse inkonsistent.

Die Messungen werden aus Sicherheitsgründen mehrmals wiederholt. Die Schüler und Schülerinnen verifizieren ihre Annahmen und versuchen, auf der Grundlage der Messungen eine Schlussfolgerung zu schaffen. In der Schlussfolgerung können sie ihre Annahmen auswerten und auch die Forschungsfrage nach dem Zusammenhang zwischen der Größe der Reibungskraft und der Größe der Oberfläche, über die das Objekt über die Matte gleitet, beantworten.