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20.03.2019

Experimente machen klug

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kind_experiment.jpgPhysik, Biologie und Chemie sind nicht jedermanns Sache, das zeigen spätestens die Noten in der weiterführenden Schule. Dabei geht es bei den Naturwissenschaften doch um ganz alltägliche Vorgänge, die uns umgeben. Das kann spannend und interessant sein, wenn es richtig vermittelt wird. Warum fliegen Flugzeuge? Wie wirkt Essig auf Eierschalen? Unsere Experimente geben Antworten auf Phänomene im Alltag und sind schon für Grundschüler geeignet.

Im Grundschulalter sind Kinder wissenschaftlichen Experimenten und Alltagsphänomenen gegenüber sehr aufgeschlossen. Sie gehen gerne in naturwissenschaftliche Ausstellungen, in den Zoo und interessieren sich dafür, wie die Dinge funktionieren. Experimente finden sie spannend. Genau der richtige Zeitpunkt, den Grundstein für das naturwissenschaftliche Interesse zu legen. Aber Achtung: Eine erwachsene Aufsichtsperson sollte bei den Versuchen immer anwesend sein!

1. Experiment: Warum fliegen Flugzeuge?

(Benötigtes Material: 2 Schnüre, 2 Luftballons)

Blase die beiden Ballons auf und binde sie an Schnüre. Halte sie nun an den beiden Schnüren, sodass sie dicht nebeneinander hängen. Blase mit deinem Mund etwas Luft zwischen den beiden Ballons hindurch. Während du die Luft durch die Ballons hindurchbläst, bewegen sich die beiden Ballons aufeinander zu. Das Gleiche geschieht, wenn du ein gewölbtes Blatt nimmst und an der Wölbung entlang bläst. Das Blatt bewegt sich in Richtung der Wölbung, also nach oben.

Was passiert?

An der engen Stelle zwischen den beiden Luftballons (beziehungsweise auf der Oberseite des Blattes) entsteht ein Engpass. Damit die Luft dort hindurchpasst, muss sie genau da schneller sein als davor oder dahinter. Dabei entsteht ein Unterdruck, der die beiden Gegenstände aneinander zieht. So verhält es sich auch bei den Flugzeug-Tragflächen, die nach oben gewölbt sind. Auf der Oberseite entsteht ein Unterdruck und auf der Unterseite ein Überdruck. Dadurch wird das Flugzeug nach oben gesaugt und fliegt.

Wissenswertes

Unterdruck kann durch Luft, Wasser oder ein anderes Medium erzeugt werden. Er entsteht, wenn der Druck eines ein geschlossenes Gefäß umschließenden Mediums größer ist als der Druck innerhalb des Gefäßes. Das geschieht zum Beispiel im Staubsauger, der einen Unterdruck im Inneren der Maschine erzeugt, sodass die Luft am Ende des Schlauches eingezogen wird.

2. Experiment: Warum klebt der Reis am Ballon?

(Benötigtes Material: 1 Luftballon, 1 Pullover aus Wolle, Reiskörner)

Blase einen Luftballon auf und fülle ihn mit einer Hand voll Reiskörner. Lege ein paar Reiskörner auf den Tisch und reibe den aufgeblasenen Luftballon kräftig an dem Wollpullover. Wenn du nun den Luftballon vorsichtig an die Reiskörner auf dem Tisch heranführst, werden diese magisch angezogen und bleiben mit einer Spitze an der Luftballonhaut hängen.

Was passiert?

Durch die Reibung des Luftballons am Pullover wird dieser elektrisch negativ aufgeladen. Er bildet ein elektrisches Feld um sich, das so stark ist, dass es kleine (elektrisch positiv geladene) Gegenstände anziehen und hochheben kann. Jeder Gegenstand hat von Natur aus elektrisch positive und negative Ladungen in sich. Auch die Reiskörner, die sich nun mit ihrem positiven Ende an die Luftballonhaut kleben. Die Reiskörner im Inneren das Ballons bewegen sich nicht, da sich das elektrische Feld dort aufhebt.

Ähnliches geschieht beim Gewitter, wenn sich die Warm- und die Kaltfront aneinander reiben. Da sich die Atmosphäre ständig elektrisch auflädt, ist das Feld zwischen den Wolken (positive Ladung) und der Erdoberfläche (negative Ladung) so, dass es eine Reaktion gibt, die wir als Blitz erleben.

Wissenswertes

Man kennt zwei einander entgegengesetzte elektrische Ladungen, die als positive oder negative Ladung bezeichnet werden. Die Träger der positiven Ladung nennt man Protonen, die Träger negativer Ladungen Elektronen. Dabei ziehen sich ungleiche Ladungen an (positiv und negativ) und gleiche Ladungen stoßen sich ab (negativ und negativ/positiv und positiv).

3. Experiment: Warum brennt der Saft der Apfelsine?

(Benötigte Materialien: 1 Apfelsine, 1 Messer, 1 brennende Kerze)

Schäle eine Apfelsine, so dass du schmale Streifen erhältst. Zünde eine Kerze an und drücke die Apfelsinenschale neben der Kerze so zusammen, dass die Spritzer aus der Haut in die Flamme gelangen. Wenn der Saft aus der Apfelsinenhaut, nicht die Schale selbst, die Flamme erreicht, gibt es kleine Stichflammen und es beginnt stark nach Orangen zu riechen.

Was passiert?

Durch das Knicken der Schale werden die ätherischen Öle der Frucht frei und in die Flamme geschleudert. Auf diesem Weg nehmen die vielen kleinen Ölbläschen rundum Sauerstoff auf, sodass sie gut brennen können. Denn Feuer brennt immer besser, je mehr Sauerstoff ihm zur Verfügung steht. Hält man hingegen die ganze Apfelsine in die Flamme, gibt es keine kleinen Stichflammen, denn an das ätherische Öl kommt nicht genug Sauerstoff.

Wissenswertes

Ätherische Öle sind rein pflanzliche Öle, die leicht flüchtig sind und vollständig verdampfen. Je nachdem, von welcher Pflanze sie stammen, enthalten sie bestimmte charakteristische Duftstoffe. Sie werden in der Medizin, in der Kosmetikindustrie, als Gewürz und oft als Duftstoff eingesetzt, zum Beispiel in den beliebten Duftlampen.

Weitere spannende Experimente und interessante Anregungen finden Sie in der "Lernen und Fördern" - Ausgabe September 06



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