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Das Prinzip des Archimedes

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Kurzinfo
Arbeitsblätter
Diese Seite enthält ein druckbares Arbeitsblatt (oder mehrere), das (die) du ausprobieren oder hier diskutieren kannst.

Sammlung
Für die Aufgaben auf dieser Seite wird Material benötigt:
Knetmasse, Metallgewichte, Waage, Messbecher o. Überlaufbecher, Wasser

Das Arbeitsblatt auf dieser Seite bietet einen Handlungsorientierten Einstieg in das Thema Mechanik. Es soll die Masse, das Volumen und die Dichte eines Körpers bestimmt werden.

Eine Idee für einen Vorführversuch zum Einstieg:

  • Ein Professor brachte ein großes Becherglas in die Vorlesung mit und füllte es mit größeren Steinen. Er fragte die Studenten, ob das Glas voll sei.
  • Nun füllte er Kieselsteine in die Lücken, die die großen Steine gelassen hatten und fragte erneut.
  • Schließlich schüttete er noch etwas Sand in das Glas und schüttelte dieses damit der Sand durchrieselte. Er fragte erneut.
  • Er erklärte den Studenten, dass das Glas das Leben symbolisieren sollte. Die großen Steine seine die Familie, die Kieselsteine die Freunde und der Sand sei die Arbeit und das Studium. Es wäre wichtig, dass man das Glas in der richtigen Reihenfolge fülle, da die Steine und Kieselsteine nicht mehr alle passen würden.
  • Da stand eine Studentin auf, öffnete eine Flasche Bier und goss vorsichtig etwas Bier in das Glas. "Egal wie voll Dein Leben ist," erklärte sie dem Professor "ein Bier passt immer noch!"

Über diesen Versuch können die Schüler ins Gespräch über Rauminhalt bzw. Volumen kommen.

Notwendiges Vorwissen für den Versuch:

  • Was ist das Volumen eines Körpers?
  • Was ist die Masse eines Körpers?

 
Datum:
Die falsche Krone
Die Stadt Syrakus

Archimedes war ein Gelehrter aus der Stadt Syrakus auf Sizilien, der lange vor Asterix und Obelix in ganz Italien bekannt war. Sein Einfallsreichtum war legendär. Nachdem er herausgefunden hatte, wieso Schiffe schwimmen können rief er "Heureka!" Ein Ausruf für den er auch heute noch bekannt ist.

Der Herrscher von Syrakus bat Archimedes eines Tages um Hilfe: Er hatte sich eine neue Krone anfertigen lassen, die aus reinem Gold sein sollte. Der König vermutete aber, dass ihn der beauftragte Goldschmied betrügen wollte indem er ein günstigeres Metall verwendete und die fertige Krone vergoldete.

Archimedes sollte überprüfen, ob die Krone aus reinem Gold wäre, ohne die Krone dabei zu beschädigen...

Nuvola Stift.png   Aufgabe 1

Sammle Ideen, wie Archimedes herausfinden konnte, ob die Krone aus massivem Gold gefertigt war!

Nuvola Stift.png   Aufgabe 2

Überlegt, bei welchen Verfahren Archimedes die Krone unbeschädigt zurück geben konnte!

Nuvola Stift.png   Aufgabe 3

Fertigt ein Versuchsprotokoll für Eure beste Idee an, führt den Versuch durch und dokumentiert Euer Vorgehen! Verwendet an Stelle der Krone aus Gold eine Krone aus Knetmasse! Besteht die Krone ausschließlich aus Knetmasse? Findet das heraus, ohne die Krone zu beschädigen!


CC-BY-SA-icon-80x15.pngQuelle: zum.de Das Prinzip des Archimedes (https://wiki.zum.de/wiki/Das_Prinzip_des_Archimedes)
Farm-Fresh brick.png   Hilfekarte 1 zu Aufgabe 1

Welche Eigenschaften hat Gold - bzw. Knetmasse?


Farm-Fresh brick.png   Hilfekarte 2 zu Aufgabe 1

Welche Eigenschaften könnt Ihr überprüfen?


Farm-Fresh brick.png   Hilfekarte 3 zu Aufgabe 1

Wie schwer ist Gold bzw. Knetmasse?


Farm-Fresh brick.png   Hilfekarte 4 zu Aufgabe 1

Wie ändert sich das Gewicht (Physiker sprechen von der Masse), wenn Du mehr Gold auf eine Wage legst? Und wie ändert sich dabei das Volumen?


Farm-Fresh brick.png   Hilfekarte 5 zu Aufgabe 1

Die gleiche Menge Gold ist schwerer als die gleiche Menge Aluminium. Um die Mengen zu vergleichen ist es wichtig, den Rauminhalt zu messen.


Farm-Fresh brick.png   Hilfekarte 5 zu Aufgabe 1

Die gleiche Menge Gold ist schwerer als die gleiche Menge Aluminium. Um die Mengen zu vergleichen ist es wichtig, den Rauminhalt zu messen.


CC-BY-SA-icon-80x15.pngQuelle: zum.de Das Prinzip des Archimedes (https://wiki.zum.de/wiki/Das_Prinzip_des_Archimedes)
Farm-Fresh brick.png   Hilfekarte 6 zu Aufgabe 1

Um den Rauminhalt eines Körpers zu messen, kann man den Körper in einen Becher tauchen. Der Körper verdrängt das Wasser, der Wasserspiegel steigt. Wenn mann misst, um welche Höhe der Wasserspiegel gestiegen ist, bzw. wie viel Wasser übergelaufen ist, kann man das Volumen des untergetauchten Körpers bestimmen.


Farm-Fresh brick.png   Hilfekarte 1 zu Aufgabe 2

Wodurch wird die Krone zerkratzt oder zerdrückt?


Farm-Fresh brick.png   Hilfekarte 2 zu Aufgabe 2

Welche Verfahren waren auch vor 2000 Jahren schon möglich?


Farm-Fresh brick.png   Hilfekarte 1 zu Aufgabe 3

In ein Versuchsprotokoll gehört:

  • eine Versuchsannahme (auf Schlau: These)
  • eine Versuchsbeschreibung mit Skizze
  • Eure Beobachtungen
  • Eure Erklärungen der Beobachtungen
  • Eure Interpretation: Konntet Ihr Eure These bestätigen?

CC-BY-SA-icon-80x15.pngQuelle: zum.de Das Prinzip des Archimedes (https://wiki.zum.de/wiki/Das_Prinzip_des_Archimedes)