Die Planeten-Werkstatt - Planetarium Stuttgart

Die Planeten-Werkstatt
Die Planetenwerkstatt ist ein Unterrichtsangebot des Stuttgarter Planetariums für die Klassenstufen 4 bis 6.
Dauer: Nach Abstimmung mit der Lehrkraft mindestens 2 Schulstunden, besser wären jedoch 4.
Mitarbeiter des Planetariums kommen in die Schule und basteln mit den Schülern maßstäbliche
Modelle der Planeten. Die Auseinandersetzung mit dem Aussehen der Planeten anhand von
mitgebrachten Fotos und Modellen führt zu zahlreichen neuen Erkenntnissen über das
Sonnensystem, die Eigenschaften der Planeten und die Position der Erde im Kosmos. Mit den
Modellen und weiteren leicht handhabbaren Methoden werden die Größenverhältnisse und
Entfernungen im Sonnensystem veranschaulicht. Natürlich können die Schüler die Experten vom
Planetarium zu allen Themen der Weltraumforschung befragen.
Voraussetzungen und Ziele
Räumlichkeiten:
Es wird gemalt und gebastelt. Außerdem wird freie Fläche benötigt, um die gebastelten
Planetenmodelle an einer Schnur aufzuhängen. Dies kann im Klassenzimmer erfolgen oder auch
in einem größeren Raum.
Vorkenntnisse:
Folgende Themen sollten bereits vor dem Aktionstag behandelt worden sein:
-
Namen der Planeten und Reihenfolge von der Sonne (Merkspruch „Mein Vater erklärt mir jeden
Sonntag unseren Nachthimmel“)
-
grundlegender Aufbau des Sonnensystems (heliozentrisches Weltbild, Bahnen der Planeten)
-
Pluto: Früher ein vollwertiger Planet, heute ein „Zwergplanet“ wie auch Ceres zwischen den
Bahnen von Mars und Jupiter.
Lernziele:
Die Schülerinnen und Schüler sollen
-
die gegenseitigen Größen der Planeten und ihre Unterteilung in erdähnliche
(Gesteinsplaneten) und jupiterähnliche („Gasriesen“) kennen,
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-
die Gründe für die Definitionsänderung von Planeten in Bezug auf Pluto nennen können,
-
die Entfernungen der Planeten von der Sonne qualitativ kennen: wer ist nah, wer ist weit?
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den grundsätzlichen Zusammenhang zwischen Sonnenentfernung und Umlaufzeit kennen: je
näher der Sonne, desto kürzer die Umlaufzeit,
-
einige charakteristische Eigenschaften der Planeten nennen können („Steckbrief“).
Überlegung zum Maßstab der Größen der Planeten
Jupiter ist der größte Planet und wird durch eine Kugel von 30 cm Durchmesser dargestellt. Alle
anderen Planeten werden entsprechend diesem Maßstab von ca. 1: 500 Mio. dargestellt.
-
Erde ca. 3 cm Ø
-
Mond ca. 0,7 cm Ø
-
Abstand Erde-Mond: 90 cm
-
Sonnendurchmesser: ca. 3 m
-
Entfernung zur Sonne (Astronomische Einheit): ca. 300 m
-
Entfernung zum fernsten Planeten Neptun: 9 km
-
Entfernung zum nächsten Stern (Alpha Centauri): ca. 90.000 km
In diesem Maßstab wäre eine Darstellung der Entfernungen im Sonnensystem nicht machbar,
deshalb wird für die Entfernungen der Planeten ein gesondertes Modell eingesetzt, in dem die
Durchmesser der Planeten keine Rolle mehr spielen (siehe unten im zweiten Schritt).
Vom Planetarium wird mitgebracht:
Arbeitsmaterial:
• passende Kugeln aus Styropor für das komplette Sonnensystem
• kleine Holzkugeln und Nylonschnur für die Monde der Planeten
• Styroporkleber
• Schablone und Karton für Saturnring
• Farben zum Bemalen der Styroporkugeln (lösungsmittelfrei)
• Aufsteller (Spieße), um die Planetenmodelle zu bemalen („Planetenparkplatz“)
• einfache Modelle von den Planeten (aufblasbar)
• Steckbriefe der Planeten (von den Schülern auszufüllen)
• Bildkarten von Raumsonden (Sonden-Zoo)
• kleine Bibliothek zum Stöbern und Recherchieren für die Steckbriefe
• Hilfsmittel zum Abhängen der Planetenmodelle
• lange Schnur für das Entfernungsmodell vom Sonnensystem
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Autor: Dr. U. Lemmer
© Planetarium Stuttgart 2015
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Anschauungsmaterial*:
• Mechanisches Sonnensystem-Modell (Helios-Planetarium)
• 2D-Größenmodell der Sonne (3 m Ø) zum Aufhängen an einer Wand
• Poster und Karten von den Planeten und dem Aufbau des Sonnensystems
*) Anm.: Diese Materialien werden wieder mitgenommen)
Von der Schule ist bereitzustellen:
• Schreibutensilien (Papier, Kuli, Buntstifte, Lineal)
• Scheren
• Kleber (z.B. Tesa-Film, Klebestift)
• Mal-Utensilien (Pinsel, Wasserfarbe, Wasserbecher, Unterlage)
Arbeitsschritte
-
Einstimmung in das Thema:
•
•
•
-
Kenntnisstand der Schüler im Gespräch sondieren
Ablauf des Projektes erklären
Arbeitsaufträge an die Schüler verteilen.
Kugeln werden sortiert und zugeordnet:
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•
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•
•
Jupiter 30 cm Ø
Saturn 25 cm Ø
Uranus und Neptun je 10 cm Ø
Erde und Venus je 3 cm Ø
Mars 1,5 cm Ø
Merkur 1,0 cm Ø
Pluto & Zwergplaneten <1 cm Ø
-
Planeten werden auf Halterungen gestellt bzw. gespießt und nach Vorlage bemalt. Als Vorlagen
dienen die vom Planetarium mitgebrachten Poster, Fotos von Raumsonden sowie die
aufblasbaren Modelle.
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Nach dem Trocknen werden alle Planeten mit Abhängevorrichtungen versehen. Die Schüler
sollen hierzu selber Lösungsansätze entwickeln. Hilfsmittel sind Büroklammern, Draht, dünne
Nylonschnur, etc.. Mitarbeiter des Planetariums helfen mit Tipps und unterstützen die
Umsetzung guter Ideen.
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Schüler an kleinen Planeten wechseln nach Fertigstellung ihrer Modelle zu anderen Aufgaben,
z.B. Namensschilder der Planeten schreiben, Saturnring anfertigen, Daten recherchieren und
Planetensteckbriefe anfertigen, Monde auf Perlenschnur stecken und Sonden-Zoo den
Planeten zuordnen.
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Autor: Dr. U. Lemmer
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Auf die Steckbriefe werden Bilder von den Planeten gemalt und einige physikalische Daten
notiert: Größe (Durchmesser), Masse (im Vergleich zur Erde), Zusammensetzung
(felsig/gasförmig), Zahl der Monde etc. Die Schüler werden aufgefordert, selbst in der
mitgebrachten Literatur zu recherchieren.
-
Der Saturnring wird ausgeschnitten und an einer der bemalten Saturnhemisphären befestigt.
Anschließend werden die beiden Halbkugeln des Saturnmodells zusammengeklebt.
-
Maßstäbliche Größe der Sonne wird durch eine Stoffscheibe mit 3 m Ø symbolisiert, die an
einer Wand des Klassenzimmers aufgehängt werden kann. Dabei kommt auch der
Größenvergleich der Erde mit Sonnenflecken zur Sprache.
-
Nach Fertigstellung ist sofort erkennbar: Die Planeten lassen sich in zwei Kategorien einteilen:
kleine und große. Der Vergleich der Planeten zeigt wieder, dass die großen Planeten anders
sind als die kleinen. Es gibt „Felszwerge“ und „Gasriesen“.
-
Felszwerge haben Umlaufbahnen nahe an der Sonne, Gasriesen sind weiter weg. Mit Pluto
haben wir einen Vertreter der „Eiszwerge“ in den äußeren Bereichen des Sonnensystems.
Abstände im Sonnensystem
Überlegung zum Maßstab der Entfernungen im Sonnensystem
Bei großzügiger Rundung zeigen die Bahnen der Planeten häufig Entfernungsverhältnisse von 1:2
oder 1:1½. Dadurch lassen sich die gegenseitigen Abstände durch geschickte Halbierung oder
Verdoppelung in guter Näherung reproduzieren. Als praktischer Maßstab gilt die in der Astronomie
des Sonnensystems übliche „Astronomische Einheit“ (AE) als Standardentfernung der Erde zur
Sonne (150 Mio. km).
Planet
Merkur
Venus
Erde
Mars
Asteroiden (hier: Zwergplanet Ceres)
Jupiter
Saturn
Uranus
Neptun
Pluto*
Entfernung zur
Sonne (AE)
0.4
0.7
1
1.5
2,8
5.2
9.5
19.2
30.0
39.4
Entfernung zur Sonne
(Mio. km)
58
108
150
228
416
778
1427
2870
4497
5900
*) Gemäß einer Definitionsänderung im Jahre 2006 ist Pluto kein Planet mehr, sondern trägt die Bezeichnung
„Zwergplanet“. Wie man sieht, kann er auch als „Zwerg“ noch sehr nützliche Dienste in der Astronomiedidaktik leisten.
Weitere Zwergplaneten sind Ceres (2,8 AE) sowie Eris (z. Zt. 96 AE) und weitere „plutoide“ Objekte im äußeren
Sonnensystem.
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Autor: Dr. U. Lemmer
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Für die Darstellung der Planetenentfernungen verwenden wir ein einfaches Modell auf Grundlage
einer langen Schnur, die mehrfach gefaltet wird, um die Distanzen der Planeten näherungsweise
wiederzugeben.
Und so geht es:
Wir spannen eine Schnur von einem Ende des Raumes zum anderen. Unabhängig von der Länge
ist stets dasselbe Verfahren anwendbar:
1)
Die beiden Enden des Streifens oder des Seils mit “SONNE” und “PLUTO” bezeichnen
2)
Streifen/Seil in der Mitte falten und die Faltstelle mit “URANUS” bezeichnen.
3)
Die Strecke Uranus-Pluto mittig falten und die Faltstelle mit „NEPTUN“ bezeichnen
4)
Die Strecke Sonne-Uranus mittig falten und die Faltstelle mit „SATURN“ bezeichnen.
5)
Die Strecke Sonne-Saturn mittig falten und die Faltstelle mit „JUPITER“ bezeichnen.
6)
Die Strecke Sonne-Jupiter mittig falten und die Faltstelle mit „Ceres“ bezeichnen.
7)
Die Strecke Sonne-Ceres mittig falten und die Faltstelle mit „MARS“ bezeichnen.
8)
Die Strecke Sonne-Mars mittig falten und die Faltstelle mit „VENUS“ bezeichnen.
9)
Mitten zwischen Sonne und Venus den MERKUR markieren.
10) Welcher Planet fehlt noch zwischen Venus und Mars?  ERDE
An die jeweiligen Positionen auf der Schnur werden die gebastelten Planetenmodelle abgehangen.
Sofort erkennt man, wie nahe die Planeten Merkur, Venus, Erde und Mars an der Sonne sind und
wie weit die fernsten Planeten und Pluto weg sind. Es bleibt nur noch zu erwähnen, dass die
relativen Planetengrößen und die gegenseitigen Entfernungen nicht im selben Maßstab dargestellt
sind. In Wirklichkeit sind die Planeten sehr viel kleiner im Verhältnis zur Ausdehnung der Bahnen.
Alle Planeten nebeneinander gelegt, würden gerade einmal die Entfernung von der Erde zum
Mond überbrücken.
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Hinweis: Aus Gründen der besseren Lesbarkeit wurde teilweise auf die gleichzeitige Verwendung männlicher und weiblicher Sprachformen verzichtet; in der Regel
wird
die männliche
Schreibweise verwendet. Sämtliche Personenbezeichnungen gelten grundsätzlich für beiderlei Geschlecht.
Autor:
Dr. U. Lemmer
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3. die Herkunft der Daten, soweit diese gespeichert oder sonst bekannt ist, und die Empfänger oder Gruppen von Empfängern, an die die Daten übermittelt werden sollen,
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Dies gilt nicht für personenbezogene Daten, die ausschließlich zu Zwecken der Datensicherung oder der Datenschutzkontrolle gespeichert sind.
§ 22 Berichtigung
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Richtigkeit vom Betroffenen bestritten, so ist dies in der Akte zu vermerken oder auf sonstige Weise festzuhalten.
(2) Von der Berichtigung unrichtiger Daten sind die Empfänger der Daten zu verständigen, soweit dies zur Wahrung schutzwürdiger Interessen des Betroffenen oder zur
Erfüllung der Aufgaben der verantwortlichen Stelle oder des Empfängers erforderlich erscheint; dies gilt nicht, wenn dies einen unverhältnismäßigen Aufwand erfordern
würde.
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Autor: Dr. U. Lemmer
© Planetarium Stuttgart 2015

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