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Balancierende Objekte: Kerzenwippe

kerzenwaage

1. Kurzbeschreibung

Warum fängt die Kerzenwippe nach dem Anzünden der Kerzen selbstständig an zu wippen? Das Hebelgesetz bietet die Möglichkeit eine einfache Erklärung für die scheinbare Zauberei zu finden.

2. Sachinformationen

Siehe „Balancierende Figuren und Objekte – Kräftegleichgewicht – Hebel“ in den Sachinformationen für die Lehrkraft.

Funktionsweise der Kerzenwippe
Die zwei Kerzen stellen „einen zweiarmigen Hebel mit einer Stricknadel als Drehachse dar, bei dem sich die Länge der Hebelarme ständig verkürzt. Bevor man die Kerzen anzündet, befindet sich die Kerzenwippe im Gleichgewicht, wobei der Schwerpunkt auch in der Drehachse liegt. Zündet man die Kerzen an, schmilzt Wachs. Fällt ein Tropfen des Wachses auf einer Seite herunter, befindet sich die Kerzenwippe nicht mehr im Gleichgewicht, da eine Kerze leichter geworden ist.

Nun bewegt sich die schwerere Kerze nach unten und kommt damit stärker mit der Flamme in Berührung. Dadurch fällt dort eher ein Tropfen Wachs herunter als auf der hochstehenden Seite. Dadurch wird die untere Kerze leichter und die Wippe dreht sich zur anderen Seite. Dieser Vorgang wiederholt sich abwechselnd.

3. Anleitung für Lehrkräfte
3.1. Materialien

Material:

  • 1 Stricknadel
  • 2 Weihnachtskerzen
  • 1 Korken
  • 2 Büroklammern
  • Klebestreifen
  • 2 leere Konservendosen (Die Dosen müssen gleich groß sein.)
  • 2 Nägel ohne Kopf

Werkzeug:

  • Streichhölzer
  • 1 Teelicht
  • 1 Backblech + evtl. Backpapier oder eine andere feuerfeste Unterlage
3.2.    Bauanleitung

Als Erstes wird die Stricknadel durch die schmale Seite des Korkens gesteckt, sodass sich der Korken in der Mitte der Nadel befindet. Anschließend wird in jedes Ende des Korkens ein Nagel bis zu der Hälfte seiner Länge gedrückt (siehe Abb. 1). Auf die Nägel werden im Anschluss langsam die Kerzen gesteckt, indem die Nägel zuvor erhitzt werden (siehe Abb. 2).

Als Nächstes wird eine Büroklammer, wie in der Abbildung 3 gezeigt, mit Hilfe eines Klebestreifens am oberen Rand jeder Dose befestigt. Danach wird jedes Ende der Stricknadel durch eine Büroklammer geschoben und die Dosen auf das Backblech gestellt (siehe Abb. 4).

kerzenwaage1
Abb. 1
kerzenwaage2
Abb. 2
kerzenwaage3
Abb. 3
kerzenwaage4
Abb. 4
3.3.    Durchführung

Die Kerzen werden angezündet (siehe Abb. 5) und es wird beobachtet, welche Wirkungen oder Vorgänge damit ausgelöst werden.

kerzenwaage Abb. 5

Arbeitsanleitung herunterladen:

Anleitung Kerzenwippe
Anleitung Kerzenwippe Alternative

4.    Tipps und Tricks
  • Alternative: (Alternatives Arbeitsblatt, s.o.)
    Als Alternative zu den zwei Weihnachtskerzen kann auch eine lange Kerze benutzt werden. Durch die Mitte der Kerze wird die Stricknadel gesteckt und die Enden der Nadel werden auf die Dosen gelegt (siehe Abb. 6 - 7).
  • Durch das Wippen besteht die Gefahr, dass die Nadeln von den Dosen herunterrollen. Daher muss auf jeden Fall an jede Dose eine Büroklammer angebracht werden, um so die Nadeln zu fixieren.
kerzenwaage6
Abb. 6
kerzenwaage7
Abb. 7
5.    Weiterführende Literatur
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