3 EINE KRAFT KANN DIE BEWEGUNG EINES OBJEKTS ÄNDERN

Arbeitsauftrag 3

Hilfsmittel:

Kraftmesser, Stuhl, Platte (schiefe Ebene), Eimer

Arbeitsvorgang:

Da die Schülerinnen und Schüler ein Werkzeug zur Kraftmessung haben (der Kraftmesser, den sie in der vorherigen Aufgabe benutzt haben), ist es möglich, einzelne einfache Maschinen zu erforschen. Zuerst wird es die Aufgabe der Schülerinnen und Schüler sein herauszufinden, ob wir mit der schiefen Ebene weniger oder die gleiche Kraft aufbringen, um die Last auf den Stuhl zu ziehen, als wenn wir die schiefe Ebene nicht benutzen würden. Zum Vergleich verwenden sie einem Kraftmesser oder die Lehrerin/der Lehrer kann sie dazu bringen, ihre eigenen Wege zu finden, um den Unterschied zu finden. Im ersten Fall kann die Lehrerin oder der Lehrer gemäß Arbeitsauftrag 3 vorgehen, in der die Lehrerin oder der Lehrer die Schülerinnen und Schüler dazu bringt, Annahmen zu treffen, ob sie beim Ziehen auf der schiefen Ebene den Eimer auf dem Stuhl mit weniger Anstrengung erhalten, als wenn er direkt auf den Stuhl gehoben wird. Situationen werden so dargestellt, dass sich die Schülerinnen und Schüler die Kraftmesser-Vergleichsmethode selbst vorstellen können. Dann ist die Erstellung von Annahmen einfacher.

Es ist sehr wichtig, mit den Schülern zu besprechen, wie sie herausfinden können, ob ihre Annahme bestätigt wird oder nicht. Dies dient dazu, festzustellen, ob die Schülerinnen und Schüler wissen, wie der Kraftmesser zu verwenden ist, um den Aufwand zu vergleichen, der benötigt wird, um die Last auf der schiefen Ebene und ohne diese zu ziehen. Wenn die Lehrerin oder der Lehrer das Verfahren vorschlägt, ist es wichtig herauszufinden, ob das vorgeschlagene Testverfahren für Schülerinnen und Schüler verständlich ist. Das Ziel der Aufgabe besteht nicht nur darin, zu überprüfen, ob die geneigte Ebene den Aufwand zum Hochziehen der Last verringert, sondern auch, um den Schülern anhand eines Beispiels aufzuzeigen, wie ein Kraftmesswerkzeug verwendet werden kann, um die häufig beobachteten Phänomene zu untersuchen.

Nach dem Erstellen der Annahmen führt die Lehrerin oder der Lehrer die Schülerinnen und Schüler an, die Annahmen zu überprüfen und das Ergebnis der Beobachtung (Nachweis der Annahmen) in den entsprechenden Teil der Tabelle zu schreiben. Sie werten die Annahme mit dem Ergebnis der Beobachtung aus und betonen zum Schluss, auf welcher Grundlage sich die Schlussfolgerung ausdrücken lässt (sie betonen den Unterschied in der Methode der Streckung der Saite in dem Kraftmesser).

Eine Auswertung der Untersuchung sollte auch eine Diskussion darüber beinhalten, wie wir in beiden Fällen mit eigener Kraft auf die Last einwirken. Die Schülerinnen und Schüler können in den Bildern zu der Aufgabe mit einem grünen Pfeil angeben, in welche Richtung sie an der Ladung arbeiten. Sie markieren auch mit dem roten Pfeil die Richtung, in die der Eimer aufgrund der Gravitation nach unten gezogen wird. Trotz der Tatsache, dass wir nicht erwarten, dass Kinder die Zusammensetzung der Kräfte in diesem Alter verstehen, ist es ratsam, ihnen bewusst zu machen, dass das Ziehen entlang der geneigten Ebene die Belastung in einer anderen Richtung beeinflusst als das direkte Anheben des Eimers auf dem Stuhl

Zusätzlich zum Einfluss der Gravitation können die Schülerinnen und Schüler auch versuchen, den Effekt der Reibungskraft zu markieren. Bei früheren Aufgaben haben sie herausgefunden, dass Reibung reduziert werden kann, und so können sie innerhalb dieser Aufgabe untersuchen, ob es möglich ist, den Aufwand zum Ziehen der Last auf die Höhe zu reduzieren, indem die Reibung beim Bewegen auf einer geneigten Ebene reduziert wird. Es ist gut, die Wirkrichtung der Kräfte auf sich bewegende Objekte bei allen folgenden Aufgaben hervorzuheben, um nach und nach eine korrekte Vorstellung davon zu schaffen, dass die Objekte ständig von verschiedenen Kräften beeinflusst werden und die Objekte ihre Bewegungen nur dann verändern, wenn diese Kräfte im Ungleichgewicht sind.