Posten 2: Experiment Wasserkraft Lehrerinformation

Transkript

1 Lehrerinformation 1/5 Arbeitsauftrag Die Sch lösen in Gruppen den vorliegenden Posten unter Einbezug der vorhandenen Unterlagen und Materialien. Ziel Material Sozialform Die Sch sind in der Lage, die beschriebene Kraft des Wassers in einem einfachen Experiment nachvollziehen zu können. Durch eine einfache Konstruktion können sie erkennen, welche Kräfte ein kleiner Bach aufbringen kann. Stoppuhr Korkzapfen oder kleines Holzscheit/Rinde Alternative: teilweise gefüllte PET-Flasche (0,5 dl) Schnur Massband Gruppenarbeit Zeit ca. 60 Zusätzliche Informationen: Bei der Wahl des Gewässers ist Vorsicht geboten. Als Grundregel kann man sich merken, dass der Bach nur Knietiefe aufweisen sollte. Ist kein nahe gelegener Bach vorhanden, kann man die Situation mit einem Wasserschlauch und einer grösseren Plastikblache nachstellen. Zentral ist wiederum, dass man versucht, die Fliessgeschwindigkeit des Wassers durch Hindernisse oder eine Veränderung des Gefälles zu beeinflussen.

2 2/5 Information Du hast sicher schon Flusskraftwerke gesehen. Diese Kraftwerke liegen meist quer über einem Fluss. Die Fliesskraft des Wassers treibt Turbinen an, die wiederum die Energie an einen Generator (du kannst dir hier einen grossen Dynamo vorstellen) weitergeben. Dieser produziert schliesslich den Strom, den wir für das tägliche Leben brauchen. Je schneller ein Fluss fliesst, desto mehr Energie kann für die Stromproduktion verwendet werden. Aber wie schnell fliesst überhaupt Wasser? Diese Frage werden wir mit dem folgenden Experiment beantworten können. Aufgabe 1. Miss an einem kleinen Bach die Fliessgeschwindigkeit des Wassers, indem du die Experimentanleitung genau befolgst. 2. Versuche herauszufinden, was die Fliessgeschwindigkeit des Flusses beeinträchtigt. Versuche zum Beispiel, Steine im Bachbeet neu zu setzen oder wegzunehmen. Was findest du dabei heraus? Zeit ca. 60 Minuten Material Stoppuhr Korkzapfen oder kleines Holzscheit/Rinde Alternative: teilweise gefüllte PET-Flasche (0,5 dl) Schnur Massband Achtung Sei vorsichtig am Ufer des Baches. Sucht euch einen Bach aus, in dem man stehen kann und den man gut durchwaten oder einfach überqueren kann!

3 3/5 Aufgabe 1 Was denkst du: Welcher Fluss fliesst schneller? A oder B? A B Begründe deine Meinung in wenigen Sätzen.

4 4/5 Experimentanleitung Fliessgeschwindigkeit des Baches 1. Spanne im Abstand von mehreren Metern zwei Schnüre über den Bach. Verwende hierfür Baumstämme am Ufer oder schlage Holzpflöcke in den Boden. Achte darauf, dass die Distanz zwischen den beiden Schnüren mehrere Meter beträgt und dass der Bach auf dieser Distanz möglichst gerade fliesst. Miss die Strecke mit dem Massband genau ab. 2. Lasse dein Boot (Korkzapfen, PET-Flasche etc.) an der ersten Schnur ins Wasser und stoppe die Zeit, bis es bei der zweiten Schnur ankommt. Notiere die Zeit und führe weitere Fahrten mit deinem Boot durch. Ermittle die Durchschnittsgeschwindigkeit, indem du alle Fahrzeiten zusammenzählst und anschliessend durch die Anzahl Fahrten dividierst. 3. Rechne deine Fahrgeschwindigkeit in Stundenkilometer um. Um diesen Wert umzurechnen, musst du zuerst die abgesteckte Anzahl Meter durch die Anzahl Sekunden dividieren so erhältst du die m/s. Anschliessend musst du die Meter mit 3600 multiplizieren und die Sekunden mit So erhältst du die Geschwindigkeit in km/h. Was beeinflusst die Fliessgeschwindigkeit? 1. Versuche herauszufinden, was die Geschwindigkeit des Baches ausmacht. Verändere hierbei den Verlauf des Baches, indem du Steine neu gruppierst oder Steine oder Holzstücke aus dem Weg räumst. Führe immer wieder Messungen durch. 2. Notiere deine Erkenntnisse und stelle sie deinen Kolleginnen und Kollegen vor. 3. Kannst du jetzt überprüfen, ob deine Aussage bei Aufgabe 1 richtig oder falsch war?

5 Lösung 5/5 Lösungsblatt Aufgabe 1 Die Geschwindigkeit des Wassers ist je nach Art und Flusslauf unterschiedlich. Die Umrechnung ist folgendermassen möglich: ; eine Stunde hat 3600 Sekunden (60 min/h 60 s/min), also: Aufgabe 2 Die Fliessgeschwindigkeit des Wassers ist von verschiedenen Faktoren abhängig. Ist zum Beispiel das Ufer sehr unruhig und mit Pflanzen bewachsen und hat es viele Steine am Uferrand, so fliesst der Bach langsamer, als wenn das Ufer wenige Hindernisse aufweist. Ist das Gefälle des Baches steil, so fliesst der Bach schneller. Aus diesem Grund wird bei Flusskraftwerken immer versucht das Wasser zu kanalisieren, um so auf eine hohe Fliessgeschwindigkeit zu kommen und um die Kraft des Wassers optimal zu nutzen.