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– Zusatz: Lektion 8b – Erklärung: Was hat das mit Newton zu tun?

Ziel: In dieser Einheit lernst du über Newtons zweites Gesetz und darfst einen Papierflieger basteln 🙂

Hast du schon einmal etwas über die 3 Newton’sche Gesetze gehört:

  1. Newton’sches Gesetz (Trägheitsprinzip)
  2. Newton’sches Gesetz (Aktionsprinzip)
  3. Newton’sches Gesetz (Wechselwirkungsprinzip)

Mit Hilfe dieser Bewegungsgesetze konnte Newton als erster erklären, warum sich die Dinge so bewegen, wie sie es tun.

Ganz einfach und schnell erklärt:

Das erste Newton’sches Gesetz, das Trägheitsprinzip sagt, dass Körper (Dinge, Gegenstände, etc.) träge sind, wenn keine Kraft auf sie einwirkt.
Als Beispiel: Wenn du auf einer geraden Straße mit dem Fahrrad unterwegs bist, musst du (sofern du kein eBike hast) treten 🙂 Von alleine passiert da nix.

Das zweite Newton’sches Gesetz, das Aktionsprinzip beschreibt, was passiert, wenn man Kraft ausübt. Daher: Abhängig wie stark und schnell du in die Pedale trittst umso – also wie viel Kraft du aufwendest, bist du schneller (oder langsamer). Außerdem ist es wichtig, wie schwer dein Fahrrad ist (also die Masse). Sprich je mehr Gepäck du dabei hast, umso mehr Kraft musst du aufwenden um dich zu bewegen.

Das dritte Gesetz (Wechselwirkungsprinzip) besagt, dass immer eine gleichgroße Gegenkraft gibt. Stell dir folgendes vor: Du bist gleich schwer wie deine Freundin und ihr habt beide gleich viel Gepäck auf euren Fahrrädern. Zusätzlich sind die Fahrräder mit einem elastischen Gummiband verbunden. Der eine radelt exakt Richtung Norden, die andere exakt Richtung Süden und ihr radelt beide exakt gleich stark. Was passiert?

 

Aufgabe 1: Schreibe deine Antwort ins Kommentarfeld (Achtung: Es kommt noch eine Frage.)

Sehen wir uns nun aber zuerst das zweite Newton’sche Gesetz an: Das Aktionsprinzip. Dazu gibt es eine Formel:

Das heißt: Die Kraft die auf dein Fahrrad einwirkt, hängt hab von der Masse (in Kilogramm) und der Beschleunigung (in Newton). Möchten wir die Beschleunigung (in Meter pro Quadratsekunde) wissen (wie schnell ist etwas), können wir diese folgendermaßen berechnen:

Also Beschleunigung ist Kraft durch Masse. Wenn du nicht alles zu 100% verstehst, ist das nicht schlimm. Denn wir werden das nun gleich gemeinsam ausprobieren 🙂

Aufgabe 2: Wir bauen uns dafür einen Papierflieger! Nimm ein neues A4 Papier und bastle drauf los.

Wenn du nicht weißt wie man einen Papierflieger faltet, hier gibt es ganz tolle Anleitungen dazu: https://www.geo.de/geolino/basteln/4825-rtkl-basteltipp-papierflugzeuge
Eventuell möchte jemand mit dir mit basteln und dann können beide Papierflieger gegeneinander antreten 🙂

Bist du bereit?

Dann such dir eine optimale Flugbahn (zum Beispiel einen langen Flur). Stelle dich aufrecht an eine Ziellinie (die zuvor mit einem Klebestreifen befestigt wurde) und versuche mit aller Kraft (bzw. mit einer perfekten Technik) deinen Papierflieger abzufeuern.

Aufgabe 3: Miss mit einem Maßband nach, wie weit dein Papierflieger gekommen ist. Schreibe auch diese Zahl in das Kommentarfeld.

Aufgabe 4: Dasselbe sehen wir uns nun auch in Pocket Code an. Lade dir dazu das Spiel mit der folgenden ID herunter: 67892

Wie das geht, kannst du hier nochmals nachsehen: https://www.digiducation.de/wissenswertes/

Aufgabe 5: Starte das Spiel in Pocket Code. Folgende Ausgangssituation:

  • Das Shuttle (das untere Objekt) hat eine Masse von 25 Kilogramm. Es wird mit einer Kraft (FORCE auf Englisch) von 5 Newton angeschupst.
  • Die Rakete (das obere Objekt) hat eine Masse von 50 Kilogramm (also doppelt so schwer!)
  • Frage: Mit welcher Kraft musst du die Rakete anschupsen, damit sie eine Beschleunigung erreicht, sodass sie vor dem Shuttle  die Ziellinie (hellblau) rechts erreicht?

Hier siehst du wie es schon mal nicht funktionieren kann:

 

Du kannst die Kraft der Rakete dadurch bestimmen, indem du mit deinen Finger auf die Rakete drückst (Finger bleibt auf der Rakete). Dabei sollte sich der Wert der Kraft (FORCE) links erhöhen.  Hebe deinen Finger und die Rakete wird automatisch mit dem Wert den du im oberen Feld für Kraft siehst starten.

Aufgabe 6: Schreibe den minimalen Wert der nötig ist, um das Shuttle zu überholen in das Kommentarfeld.

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