Experimente Erde

Experimente mit Erde & Co.
1. Das Zaubertheater
Unser kleines Zaubertheater beruht auf Spiegelungen. Die
Wirkung ist überraschend: wir lassen auf offener Bühne ein
Püppchen verschwinden und erscheinen.
Wir brauchen:
• Einen stabilen Karton von etwa 40 x 30 x 30 cm mit abnehmbaren Deckel
• Eine Glasplatte von 40 x 30 cm
• Zwei Lampen von 10 bis 15 Watt Leistung (am besten kleine Spots mit
Transformator, oder auch zwei Taschenlampen)
• Schwarze Farbe
• Klebstoff oder Heißleim
• Kleine Holzstückchen
• Zwei kleine Stühlchen und Püppchen oder jede Menge Knetmasse
So wird es gemacht:
In die Vorderseite des Kartons schneiden wir eine Öffnung von 25 x 25 cm als
Zauberbühne; die Innenseiten der Schachtel werden schwarz angestrichen oder
mit schwarzem Papier beklebt. In die Schachtel bauen wir diagonal eine Aufrecht
stehende Glasplatte ein; die Halterung besteht aus seitlich angeklebten
Holzstückchen. An die bezeichneten Stellen im Schachtelboden werden zwei
Stühlchen aus einer Puppenstube gestellt. Man muss sie so ausrichten, dass das
an der Glasplatte entstehende Spiegelbild des einen Stuhles genau mit dem
anderen Stuhl zusammen fällt. In dieser Stellung werden die Stühle dann
festgeklebt. Auf den Stuhl hinter dem Rand der Bühnenöffnung setzen wir nun
ein passendes Püppchen, das man mit der Veränderung der Beleuchtung
verschwinden oder wieder erscheinen lassen kann. Dazu wird in der
Schachteldecke die Beleuchtungsanlage eingebaut oder durch die Öffnungen im
Deckel zwei Taschenlampen gesteckt. Vor den Lampen sind
Kartonblenden angebracht, damit jede Lampe nur einen Stuhl
beleuchtet.
Setzt man nun den Deckel auf die Schachtel und schaltet
abwechselnd das eine oder andere Licht ein, so erscheint für den
Betrachter das eine Mal das Püppchen auf dem Stuhl , das andere
Mal ist der Stuhl leer. Mit einer Dimmerfunktion an den Lampen
kann man das Püppchen auch langsam verschwinden oder
erscheinen lassen. Mit Knete kann man auch selber Dinge bauen,
die plötzlich erscheinen und dann wieder verschwinden.
Ein bisschen Physik…
Der Trick beruht darauf, dass Licht an einer Glasplatte teilweise reflektiert wird
und das Spiegelbild eines Gegenstandes symmetrisch zur spiegelnden Fläche
liegt.
2. Autozirkus
Von früher kennt ihr sicherlich noch die Autorennanlagen aus Plastik, bei denen
ein Matchbox-Auto durch Loopings und Plastikbahnen geschickt wird. Mit solch
einer Anlage kann man aber auch einen erstaunlichen Trick vorführen: ein
fallendes Auto fliegt in der Luft durch einen ebenfalls fallenden Ring.
Wir brauchen:
• Ein kurzes Stück (etwa 50 cm) einer Spielzeugrennbahn
• Ein passendes Auto
• Einen Ring aus Holz oder Metall von etwa 5 cm Durchmesser
• Einen Tisch und zwei gleich große Stühle mit Lehne
• Ein großes Buch
• Einen dünnen Faden (ca. 1 m) und eine Nadel
So wird es gemacht:
Wir bauen das kurze
Stück der Rennbahn so
auf, dass die Bahn an der
Tischkante endet und ein
Auto, das dort ankommt,
in den „Abgrund“ stürzen
kann. Dazu stellen wir vor
den Tisch zwei Stühle mit
den Lehnen
gegeneinander. Über die
Lehnen legen wir ein ca.
25 cm breites Buch und
darüber den Faden. An
einem Ende des Fadens
wird der Ring befestigt,
das andere Ende
bekommt eine Schlinge;
diese hängen wir locker
an der Nadelspitze am
Ende der Autobahn ein.
Schon bei der leisesten
Berührung muss sich die
Schlinge lösen. Die Abbildung zeigt schematisch den gesamten
Aufbau; die Nadel wird so unter die Fahrbahn geklemmt, dass
die Spitze nur etwa 2 mm hervorragt. Fährt nun das Auto herab,
so löst es beim Verlassen der Bahn die Schlinge und der am
Faden hängende Ring fällt gleichzeitig mit dem Auto nach unten.
Dabei bewegt sich das Auto im Fallen auf den Ring zu und fliegt durch ihn
hindurch.
Ein bisschen Physik…
Das Prinzip, das mit diesem Experiment demonstriert wird, ist unter der
Bezeichnung „Galilei-Newtonsches Relativitätsprinzip“ bekannt. In unserem
Versuch bedeutet es, dass der freie Fall des Autos durch die Horizontalbewegung
nicht beeinflusst wird. Das Auto kommt also – trotz seiner waagerechten
Bewegung – zur gleichen Zeit auf dem Fußboden an wie der Ring. Auto und Ring
fallen gleich schnell und befinden sich immer auf gleicher Höhe.
3. Die Zitronenbatterie
Eine Zitronenbatterie zu basteln ist im wahrsten Sinne des
Wortes kinderleicht und kostet fast nichts an Material und
Geld.
Wir brauchen:
• 2-3 Zitronen
• Ein oder mehrere kleine LED-Lämpchen (z.B. aus einer
Taschenlampe)
• Mehrere kurze Kabelstücke
• Zink-Nägel
• Kupferplättchen oder –klammern oder 1,2 oder 5 CentStücke
So wird es gemacht:
Wir zerschneiden zwei bis drei Zitronen in Hälften und legen
sie mit der runden Seite nach oben vor uns hin. Dann
entfernen wir an den Kabelstücken jeweils die Enden der
Isolierung, so dass der blanke Draht herausragt. Dann wickeln
das Ende eines Kabelstücks um einen Zink-Nagel und stecken
diesen in eine der Zitronenhälften. Das gleiche machen wir mit
einem zweiten Käbelchen und wickeln es um eine KupferKlammer. Diese stecken wir zwei Zentimeter entfernt in die
gleiche Zitronenhälfte. Um das jeweils freie Ende der beiden
Käbelchen wickeln wir nun ein gegenteiliges Metallstück und
stecken diese beiden (Zink-Nagel und Kupferklammer) in eine
nächste Zitronenhälfte. Dies wiederholen wir mehrere Male,
dass mindestens 4-5 Hälften miteinander verbunden sind. Dies
nennt man eine Reihenschaltung. Wichtig ist, dass die Verbindungen zwischen
Kabel und den Nägeln, bzw. Klammern immer gut halten und dass immer ein
Kupfer-Teil (+) mit einem Zink-Teil (-) verbunden ist.
Am Ende der Reihe bleiben dann ein freis Kabelende, welches von einem
Kupferteil kommt und ein freies Ende, welches von einem Zinkteil herkommt.
Hält man nun diese beiden Enden an ein kleines LED-Licht, wird man sehen, dass
unsere Zitronenbatterie diese zum Erleuchten bringt.
ACHTUNG: nach dem Experiment bitte die Zitronenhälften weg werfen, da sie
durch dieses Experiment vergiftet werden!!!
Ein bisschen Physik:
Kaum zu glauben: In den kleinen Früchtchen stecken nicht nur Vitamine - ihr
könnt mit ihnen auch Strom erzeugen! Dazu müsst ihr nur zwei unterschiedliche
Metalle, etwa Kupfer und Eisen, in eine Zitrone stecken. Sie dienen als
sogenannte Elektroden, das heißt als Plus- und Minuspol. Verbindet ihr die
beiden miteinander, wird im Inneren der sauren Frucht ein chemischer Prozess in
Gang gesetzt:
Weil Eisenatome ihre Elektronen weniger fest an sich binden als Kupferatome,
gibt das Eisen Elektronen an das Kupfer ab. Und dieser Elektronenfluss ist nichts
anderes als - Strom. Das Geheimnis unserer gelben Batterie: Der Zitronensaft
mit seiner Säure wirkt als Elektrolyt - so heißen Flüssigkeiten, die Strom leiten
können. Die Säure wirkt in unserem Experiment wie ein "Treibstoff"; sobald sie
verbraucht ist, fließt in der Frucht nichts mehr...
4. Unsichtbare Kräfte
Für gewöhnlich machen wir uns keinen Begriff davon, wie stark
die Luft auf die Erdoberfläche und auch auf uns drückt.
Folgendes Experiment will den atmosphärischen Druck was
anschaulicher machen: Wetten dass man unter bestimmten
Bedingungen nicht imstande ist, ein nur mit einer Zeitung
bedecktes Brettchen an einer Schnur vom Boden hochzuziehen?
Eher wird die Schnur reißen!
Wir brauchen:
• Ein Brettchen von etwa 20 x 20 cm
• Eine Zeitung
• 1 Meter Bindfaden, stark genug, dass man ihn nicht mit
beiden Händen durch reißen kann
• Einen Nagel oder eine Schraube
• 1 Holzstab von 10 cm
So wird es gemacht:
Durch das Brettchen wird in der Mitte ein Loch gebohrt. Der
Bindfaden wird hindurch gezogen und eine Schlinge geknotet. In
diese Schlinge wir ein Nagel oder eine Schraube geknotet, die
sich unter das Brettchen fest setzt und verhindert, dass der
Faden sich wieder durchzieht. Am anderen Ende befestigen wir
den Holzstab als Griff.
Wenn wir dieses Brettchen nun hochziehen, bereitet es uns
keinerlei Schwierigkeiten. Nehmen wir doch eine große
Zeitungsdoppelseite, machen in der Mitte ein Loch und ziehen
den Faden dadurch, so dass wir die Zeitung am Boden schön
über das Brett ausbreiten können, sieht das Experiment anders aus. Wenn wir
nun ruckartig das Brett hochziehen möchten, dann reißt die Schnur ab und das
Brettchen bleibt am Boden!
Ein bisschen Physik…
Welche Kraft hält das Brettchen mit der Zeitung so fest am Boden? Es ist die
Luft, die auf dem Brettchen lastet! Wenn die Zeitung nicht über das Brettchen
ausgebreitet ist, kann die Luft ohne weiteres unter das Brettchen eindringen und
den Druck von oben ausgleichen. Anders, wenn die Zeitung darüber liegt. Sie
legt sich beim Hochziehen eng am Boden, saugt sich richtig fest und verhindert,
dass Luft unter das Brettchen nachströmt.
Der Luftdruck beträgt ungefähr 10 N/cm2; bei einem Brettchen von 20 x 20 cm
sind es demnach 4000 N, das ist ein Gewicht von 0,4 Tonnen. Kein Wunder, dass
die Schnur reißt!
5. Doppelball
Doppelball – das ist kein neumodisches Spiel, sondern ein verblüffendes
Experiment mit zwei Bällen. Lässt man einen Ball zu Boden fallen, so erreicht er
beim Hochspringen seine ursprüngliche Höhe nicht mehr. Ein guter Tennisball
springt etwa die halbe Fallhöhe, ein „Flummi“-Ball aus Vollgummi sogar bis zu 90
% davon wieder hoch. Unser besondere Ball schlägt aber alle Rekorde…
Wir brauchen:
• Zwei Vollgummibälle („Flummis“), einen grossen mit 5 cm
Durchmesser und einen kleineren mit etwa 2,5 cm
Durchmesser
• Etwas Klebewachs oder einen Kaugummi
So wird es gemacht:
Der kleine Ball wird leicht, so dass er eben nicht herunterfällt, auf
den größeren geklebt und so gehalten, dass er beim Fallen
möglichst immer noch oben auf dem größeren Ball sitzt. Die
Fallhöhe sollte etwa 1,5 m sein und der Boden aus Holz, Stein
oder Kunststoff sein, denn auf Teppich funktioniert das nicht so
gut.
Nun aber Vorsicht: der kleinere Ball wird mit einer solchen Gewalt
beim Aufprall hoch- bzw. weggeschleudert, dass er eine Höhe von
mehreren Metern erreicht! Der große Ball bleibt dagegen fast
bewegungslos liegen. Achtet also darauf, dass ihr das Experiment
im Freien macht, oder dass in dem Raum keine Vase oder Lampe
im Weg stehen könnte. Auch die Umherstehenden sollten acht
geben, da der Ball auch in verschiedene Richtungen fliegen kann.
Ein bisschen Physik…
Betrachten wir den Augenblick, in dem die Bälle am Boden
ankommen: Der große Ball berührt den Boden und springt hoch,
und zwar mit einer nur wenig geringeren Geschwindigkeit als er
unten ankommt. Nun steht ihm aber der kleine Ball im Wege, d.h.
er stößt diesen an und gibt den größten Teil seiner
Bewegungsenergie an ihm ab. Da seine Masse ungefähr sechsmal
so groß ist wie die des kleinen Balles, wird dessen Geschwindigkeit entsprechend
größer. Eine kurze Rechnung zeigt, dass der kleine Ball eine bis zu zwanzigfache
Höhe erreicht.
6. Die ruhige Hand – Der heiße Draht
Dieses sicherlich bekannte Geduldsspiel ist sicherlich vielen bekannt. Doch man
kann es auch relativ einfach mit Kindern und Jugendlichen selber bauen.
Wir brauchen:
• Ein Holzbrett (ca. 20 x 50 cm)
• Batterie (ersatzweise ein Stromkabel mit Stecker, welches an ein
Transformator angeschlossen wird)
• Lämpchen mit Lämpchenfassung (evtl. kombiniert mit einer elektronischen
Schelle oder einem „Brummer“ für das akustische Signal)
• Befestigungsschrauben, isolierten Draht, festen Eisen- oder Kupferdraht,
große Büroklammer, Isolierband
• Kleinwerkzeug
So wird es gemacht:
Wir bauen einen kompletten Bausatz für dieses Geduldsspiel zusammen. Das Ziel
des Spieles ist es, mit dem Metallring entlang der Hindernisbahn zu fahren, ohne
diese zu berühren. Kommt es zu einer Berührung, leuchtet das Glühlämpchen auf
und/oder eine Schelle, bzw. ein „Brummer“ ertönt.
Als erstes wird auf dem Holzbrettchen eine Lampenfassung mit Lämpchen
festgeschraubt und daneben eine Batterie fixiert. Auf der langen Seite des
rechteckigen Brettchens montiert man mit zwei Schrauben einen festen Draht,
den man vorher kunstvoll und fantasiereich zur Hindernisbahn biegt. Die Batterie
ist auf einer Seite mit einem der beiden Drahtenden verbunden. Der zweite
Battariepol ist mit einem Lämpchenpol verbunden. An der zweiten Lämpchenseite
ist ein flexibler Draht befestigt, an dessen Ende eine große Büroklammer fixiert
ist. Wie vorher beschrieben, fährt man nun mit der Büroklammer, in der der
Draht verläuft, entlang der Bahn. Bei jeder Berührung leuchtet diesmal das
Lämpchen auf, weil der Stromkreis geschlossen wurde. Dazwischen kann man
wie gesagt auch ein akustisches Signal zwischenschalten. Jede Berührung ist ein
Fehler. Wer schafft nun in der kürzesten Zeit die wenigsten Fehler?

Download Report