3 EINE KRAFT KANN DIE BEWEGUNG EINES OBJEKTS ÄNDERN

Arbeitsauftrag 5

Hilfsmittel:

verschließbare Gläser der gleichen Größe, Wasser, Material zur Bildung eines gleichschenkligen Hebels (z. B. Platte und dreieckiger Block)

Arbeitsvorgang:

Die fünfte Aufgabe besteht darin, die Verwendung des Hebels als einfache Maschine zu veranschaulichen. Die Schülerinnen und Schüler sprechen die folgende Forschungsfrage an: Von was hängt es ab, ob zwei Objekte auf zwei gegenüberliegenden Seiten der gleichschenkligen Schaukel im Gleichgewicht sind oder nicht? verschließbare Gläser gleicher Größe mit unterschiedlichen Wassermengen (volle und halbleere Glas) werden verwendet, um die Situation des Schülers an die Vorstellung von verschiedenen schweren, aber ebenso großen Objekten zu erinnern.

Auf dem Schulterhebel (es ist möglich, es aus einer Platte herzustellen, die auf einem dreieckigen Block platziert ist) sind drei Positionen angegeben, die die Schülerinnen und Schüler mit Ziffern markieren können, um sie besser mit den Vorhersagen und den Ergebnissen der Beobachtung vergleichen zu können. Es ist ratsam, eine dünnere Platte zu verwenden, die ausreichend lang ist. Die Waage (vereinfachtes isokratisches Gewicht) muss vorher getestet werden, damit die Unterschiede, die sich aus dem Arbeitsblatt ergeben, zurückverfolgt werden können. Wenn die Schaukel zu kurz ist (Abstand der Punkte 1, 2 und 3, auf denen die Gläser platziert werden) und die Platte ziemlich rau ist, kann das Vergleichen der Gläser mit verschiedenen Gewichten nicht genau sein.

Vor allem machen die Schülerinnen und Schüler Annahmen. Für jede Aufgabe müssen sie nicht nur den Platz beachten, an dem die Gläser auf dem Hebel stehen, sondern auch, ob die Gläser voll oder halb leer sind. Die einfachere Aufgabe besteht darin, Annahmen zu schaffen, bei denen die Aufgabe der Schülerinnen und Schüler darin besteht, die Situationen anzugeben, in denen die Waage ausgeglichen sein wird. Diese Situationen sind im Teil der Annahmen angegeben. Eine kompliziertere Aufgabe besteht darin, vorherzusagen, auf welcher Seite die Waage geneigt wird, wenn der Gleichgewichtshebel nicht ausgeglichen ist. Diese Annahme kann von den Schülern mit einem grünen Pfeil direkt in den Bildern eingezeichnet werden.

Es ist angemessen, wenn die Lehrerin oder der Lehrer die Schülerinnen und Schüler auffordert, die Annahmen zu begründen. Es genügt, bei der Darstellung von Annahmen Fragen zu stellen (frontal oder individuell in jeder Gruppe bei der Vorbereitung von Annahmen): Auf welcher Grundlage sagst du das? Hast Du eine Erfahrung, die Deine Annahme stützt? Die Argumentation ausgeprägter Annahmen entwickelt die Schaffung von Annahmen in den Schülern selbst, Annahmen unterscheiden sich von der Spekulation, indem sie durch ihre eigene minimale Erfahrung und möglicherweise auch durch Wissen gerechtfertigt sind. Da die Annahmen gut fundiert sind, ist die Untersuchung selbst funktional mit früheren Erfahrungen gekoppelt, und gleichzeitig erkennen die Schülerinnen und Schüler, dass die Untersuchung ihnen hilft, häufig beobachtete Phänomene aufzuklären.

Nach den Annahmen machen die Schülerinnen und Schüler Beobachtungen. Die Lehrerin oder der Lehrer sollte einen Ausgleichshebel im Voraus getestet haben, sodass die Platzierung der vollen und halb leeren Gläser auf den einzelnen Hebelpositionen Unterschiede erzeugen. Die Ergebnisse der Beobachtungen werden im Verifikationsteil aufgezeichnet - sie identifizieren die tatsächlich ausgeglichenen Situationen. Nach der Beobachtung führt die Lehrerin oder der Lehrer die Schülerinnen und Schüler zu einer Verallgemeinerung der Schlussfolgerung. Das Ergebnis der Beobachtung sollte die Schlussfolgerung sein, dass das Ausbalancieren des Hebels nicht nur von dem relativen Gewicht der zwei Objekte abhängt, sondern auch von der Position der Objekte auf der Schaukel. Die Schülerinnen und Schüler sollten schlussfolgern, dass je mehr wir das Objekt von der Rotationsachse (der Mitte der Schaukel) der Schaukel bewegen, desto größer die Kraft ist, die wir auf der gegenüberliegenden Seite der Schaukel entwickeln müssen, um es anzuheben. Es ist ratsam, die Schülerinnen und Schüler anzuleiten, eine Schlussfolgerung zu einer bestimmten Fragestellung zu formulieren: Von was hängt es ab, ob zwei Objekte auf zwei gegenüberliegenden Seiten der Schaukel im Gleichgewicht sind oder nicht? So wird die Wichtigkeit der Identifizierung von verdeutlicht. Wenn wir sie formulieren, betreiben wir Forschung, damit wir sie beantworten können.