Physik – Mechanik – Sichere Fahrt mit guter Reibung

Sichere Fahrt mit guter Reibung

Versuchsvideo (ohne Ton)

Übungen

Übung 1

Übung 2

Für Lehrkräfte

Unterrichtsthema	Kräfte, Reibung
Klassenstufen	7 bis 9
Wer experimentiert?	Schülerinnen und Schüler im Unterricht in Partner- oder Gruppenarbeit
Ziele und Kompetenzen	Die Schülerinnen und Schüler können: Reibungskräfte messen. den Einfluss der Oberfläche der Unterlage auf die Reibungskräfte beschreiben. mithilfe ihrer experimentellen Erfahrungen Gefahren im Straßenverkehr erkennen.

Vorausgesetzte Kompetenzen

Die Schülerinnen und Schüler sollten bereits mit dem Kraftmesser messen können. Das Methodenvideo „Kräfte messen mit dem Kraftmesser“ kann zur Auffrischung eingesetzt werden.

Materialliste

je Versuchsgruppe:

• verschiedene Federkraftmesser
• Wägestück (200 g)
• Stück Fahrradreifen
• Betonplatte (Terrassenplatte)
• Tablett (so groß, dass es ins Gefrierfach passt)
• Holzklotz
• mehrere Holzschrauben

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Hinweise zur Vorbereitung

Alte Reifenstücke kann man gegebenenfalls in einer Fahrradreparaturwerkstatt erhalten. Befestigen Sie vorab den Holzklotz mit Schrauben am Fahrradreifen. Das Reifenstück kippelt sonst hin und her. Das Wägestück sollte auf dem Holzklotz befestigt werden, mit Schrauben oder doppelseitigem Klebeband.

Die Terrassenplatte aus Beton steht hier modellhaft für einen trockenen Straßenbelag, die Eisfläche im Tablett für einen vereisten. Das Herstellen der Eisflächen für die Schülerinnen und Schüler erfolgt mit dem Gefrierschrank in der Physiksammlung. Eine weitere denkbare Option wäre eine nasse „Fahrbahn“. Die Lehrkraft sollte den Versuch mit den in der Schule vorhandenen Materialien vorab unbedingt testen. Insbesondere muss ausprobiert werden, ob die vorliegende Materialkombination ein möglichst ruckelfreies, gleichmäßiges Ziehen erlaubt.

Stellen Sie die Materialien auf einem Rollwagen übersichtlich zur Verfügung.

Hinweise zur Durchführung im Unterricht

Der Versuch kann grundsätzlich als Schülerexperiment in Kleingruppen durchgeführt werden. Dabei bietet es sich an, den Aufbau und insbesondere den Kraftmesser von oben mit einem Smartphone oder Tablet zu filmen, sodass die Beobachtungen im Anschluss anhand der Videoaufnahme erfolgen können. Anstelle der Kraftmesser kann ein Kraftsensor zur Messung benutzt werden, was die Auswertung ggf. erleichtert.

Falls die Vorbereitung der Eisplatten im konkreten Fall zu aufwendig ist, kann das Versuchsvideo genutzt werden. 

Hinweise zur Auswertung

Es stellt  sich als schwierig heraus, das Reifenstück konstant zu ziehen. Dennoch können Reibungswerte zwischen verschiedenen modelhaften Fahrbahnuntergründen verglichen werden. Zur Unterstützung hierbei bietet sich die Protokollvorlage an. 

Downloads

(jeweils editierbare Worddateien)

Autor: Dr. Alexander Küpper