Themenbild

Nachricht

Beitragsseiten

Vorbereitungen I: A) Kartesischer Taucher (Flaschenteufel)

Die Taucher werden in eine vollständig mit Wasser gefüllte Plastikflasche gesteckt und der Verschluss fest aufgeschraubt. Drückt man gegen die Wand der Flasche, sinkt der Taucher nach unten. Lässt man los, steigt er wieder auf. Je nach Bauart tanzt er dabei um seine Achse oder steigt und sinkt ohne Drehung. Bei einer Plastikflasche mit dünnen Wänden ist das Drücken einfacher als bei dickem Plastik.

Es gibt eine Reihe von Varianten für einen kartesischen Taucher.

 

1. Der Flaschenteufel

Bei diesem von Glasbläsern hergestellten Taucher (siehe Abb. 8.1) wird Wasser durch den um den Körper gewickelten „Schwanz“ gedrückt. Wird Wasser in den Taucher gedückt, wird er schwerer und sinkt nach unten. Lässt der äußere Druck nach, wird Wasser aus dem Teufel herausgedrückt und er steigt auf. Die Funktionsweise wird im Prinzip bei einem U-Boot angewendet und ist für die Kinder verständlich: die Erdanziehungskraft auf den Taucher wird durch das hineingedrückte Wasser größer, der Auftrieb bleibt gleich, also sinkt der Taucher.

Abb. 8.1: Ein kommerziell erhältlicher Flaschenteufel

Die folgenden Varianten können von den Kindern selber gebaut werden. Eine Erklärung für das Verhalten dieser Varianten ist allerdings recht schwierig und sollte allenfalls sehr leistungsstarken Schülerinnen und Schüler gegeben werden.

 

2. Ein „Latex-Taucher“

Die Finger von Latexhandschuhen werden so lang wie möglich abgeschnitten. In die Spitzen schiebt man etwas Watte, damit der Kopf mit Luft gefüllt bleibt und nicht zusammenfällt. Mit einem Faden wird der obere Teil abgebunden. An den Faden hängt man eine Büroklammer, auf die Belastungsstücke geschoben werden, z.B. Muttern (siehe Abb. 8.2a). Diese sollen so schwer sein, dass der Kopf nur ein bis 2 Millimeter aus dem Wasser herausragt. Der untere Teil wird zwei- oder viermal längs eingeschnitten.

Abb. 8.2a und Abb. 8.2b: Kartesischer Taucher aus dem Finger eines Latexhandschuhs

Bei genauer Beobachtung kann man feststellen, dass der Kopf des Tauchers etwas zusammengedrückt ist, wenn er sich am Flaschenboden befindet. Falls das Archimedische Prinzip im vorangegangenen Unterricht behandelt wurde, kann damit das Verhalten dieses Tauchers erklärt werden: Durch den äußeren Druck auf die Flasche wird die Luft im Kopf des Tauchers etwas zusammengedrückt. Damit wird sein Volumen kleiner und deshalb die Menge des verdrängten Wasser geringer, die Auftriebskraft nimmt ab. Die Erdanziehungskraft des Tauchers bleibt unverändert. Hat die Auftriebskraft soweit abgenommen, dass sie kleiner als die Erdanziehungskraft geworden ist, sinkt der Teufel.

 

3. Kartesischer Taucher aus einer Stiftkappe oder einem Backaromafläschchen

Jedes Kind benötigt eine Kappe von einem alten Fineliner oder Filzstift, die oben kein Loch hat. Falls doch ein oder mehrere Löcher vorhanden sind, müssen diese mit Klebstoff oder wasserunlöslicher Knete abgedichtet werden. In die Öffnung der Kappe wird eine Büroklammer geklemmt und an diese so viele Klammern gehängt, dass der Taucher gerade so noch schwimmt (siehe Abb. 8.3a und b). Hier wie auch bei der obigen Variante ist es empfehlenswert, wenn ein oder mehrere Schüsseln bereitstehen, in denen die Kinder ausprobieren können, ob der Taucher noch schwimmt. Denn beim Probieren in der Plastikflasche passiert es leicht, dass der Taucher zu schwer belastet ist und nach unten auf den Flaschenboden sinkt. Dann muss das Wasser ausgegossen werden, der Taucher aus der Flasche geholt werden und die Flasche für den nächsten Versuch neu gefüllt werden.

An die Kappe kann ein Stück Plastikfolie geklebt werden, auf das ein Teufelsgesicht mit wasserfestem Filzstift gezeichnet wird (siehe Abb. 8.3b). In die Kappe kann noch ein schmaler Streifen aus weicher Plastikfolie gesteckt werden, der längs in der Mitte aufgeschnitten ist und dann nach links und rechts zur Seite gebogen wird. Dann dreht sich der Taucher beim Auf- und Absteigen.

Abb. 8.3a und Abb. 8.3b: Kartesische Taucher aus einer Stiftkappe und Büroklammern

Hat man eine Stiftkappe mit einer seitlichen Verlängerung, kann man statt Büroklammern auch wasserunlösliche Knetmasse andrücken (siehe Abb. 8.3c).

Abb. 8.3c: Kartesische Taucher aus einer Stiftkappe, Knetmasse oben zum Abdichten und unten zum Beschweren

Ein leeres Fläschchen von Backaroma aus dem Supermarkt anstelle einer Stiftkappe hat den Vorteil, dass die Verkleinerung der Luftblase im Fläschchen beim Zusammendrücken der Flasche beobachtet werden kann (siehe Abb. 8.3d). Hier muss überhaupt nichts gebaut werden; das Fläschchen muss nur geleert werden.

Abb. 8.3d: Backaroma-Fläschchen als kartesischer Taucher

Eine Erklärung der Funktionsweise dieses Typs und des nachfolgenden Typs ist aufwendig, deshalb sollte darauf verzichtet werden.

 

4. Taucher aus einem Plastiktrinkhalm

Die am einfachsten herzustellende Variante verwendet ein Stück von einem Trinkhalm. Dieser wird geknickt und in die beiden Öffnungen eine Büroklammer gesteckt, so dass die Knickung erhalten bleibt. An die Klammer werden dann weitere Klammern gehängt, bis der Taucher gerade noch schwimmt. Er kann mit einem angeklebten Plastikstück mit aufgemaltem Gesicht ergänzt werden.

Am wenigsten zu tun hat man, wenn man ein Stück Orangenschale zurechtschneidet, etwa 0,5 cm x 0,5 cm. Da in der weißen Schicht der Schale Luftblasen enthalten sind, die sich zusammendrücken lassen, funktioniert es auch damit. Die Erklärung ist hier aber besonders schwierig.

Abb. 8.4: Taucher aus einem Plastiktrinkhalm

 

 

Bewerten Sie diesen Abschnitt!
Aktuelle Bewertung der Inhalte dieses Abschnitts:  


Klicken Sie auf einen Stern, um die Inhalte dieses Abschnitts zu bewerten. Sie helfen uns, SUPRA weiter zu verbessern. Falls Sie Fehler finden sollten, z.B. Rechtschreibfehler, tote Links oder Unstimmigkeiten – wir freuen uns über Ihre Verbesserungsvorschläge und aktive Mithilfe. Schreiben Sie uns! Vielen Dank!

Bewertung von Inhalten

Mit dieser Funktion können Sie die Inhalte dieses Abschnitts oder Themas bewerten. Die gelben Sterne geben den Mittelwert aller bisherigen Bewertungen dieses Abschitts wider – die Gesamtzahl der abgebenen Stimmen erscheint in Klammern dahinter. Bewegen Sie den Mauszeiger über die Sterne und klicken Sie auf die Anzahl der Sterne (von links), die Sie vergeben möchten (Sterne fäben sich rötlich). Die Bewertung einer Seite ist nur einmal pro Besuch möglich.

Die Anzahl der Sterne bedeutet:
1 Stern = Inhalte sind in dieser Form unbrauchbar
2 Sterne = Inhalte sind mangelhaft – wichtige Details fehlen
3 Sterne = Inhalte sind ausbaufähig, einiges ist brauchbar
4 Sterne = Brauchbar – Inhalte sind eine gute Hilfe
5 Sterne = Sehr gut – das Angebot ist eine sehr große Hilfe


Danke für Ihre Mithilfe, das Angebot von SUPRA weiter zu verbessern.
Ausführlicheres Feedback und Korrekturvorschläge nehmen wir gerne entgegen – schreiben Sie uns!