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Reibung: Die krabbelnde Spinne

Nach einer Idee von: Smith, A.: The Usborne Big Book Of Experiments, S. 91.

krabbelndespinne
Die krabbelnde Spinne
krabbelndespinne_biene
Alternative: Die gehorsame Biene
1. Kurzbeschreibung

Die Schüler sollen durch den Umgang mit der krabbelnden Spinne die Wirkungsweise der Gewichtskraft und der Gleit- und Haftreibung erfahren.

2.    Sachinformationen

Siehe „Reibung“ in den Sachinformationen für die Lehrkraft.

Funktionsweise der krabbelnden Spinne:
Bei der krabbelnden Spinne berührt der Faden die Schachtel an drei Stellen: an der Stelle, an der der Faden auf das querliegende Streichholz trifft und an den zwei Außenkanten der Öffnungen, an denen der Faden in die Streichholzschachtel hinein geht. Je stärker der Faden gespannt ist, desto stärker wird der Faden an das querliegende Streichholz und an die Kanten gedrückt. Dadurch werden die Reibungskräfte an den drei Stellen erheblich erhöht und die Schachtel rutscht nicht nach unten. Reduziert man die Fadenspannung, dann wird die Reibungskraft kleiner als die Erdanziehungskraft und die  Schachtel rutscht nach unten.
So kann durch die Veränderung der Größe der Reibung die Spinne am Faden hängen oder an ihm herunter krabbeln.

 

3.    Anleitung für Lehrkräfte
3.1.    Materialien

Material:

  • 1 leere Streichholzschachtel
  • 1 Streichholz
  • 1 dünner Faden (Zwirn; Länge: ca. 1 m)
  • Farbiges Tonpapier oder Deckfarben zum Verzieren

Werkzeug:

  • 1 Schere
  • 1 Tube Alleskleber (flüssig)
  • 1 Nadel
  • 1 spitzer Bleistift


3.2.    Bauanleitung

Zunächst wird ein langes Stück Faden abgeschnitten und in das Öhr der Nadel eingefädelt. Der Faden wird mit Hilfe der Nadel durch die Mitte der kurzen, sich gegenüberliegenden Seiten der inneren Schachtel gezogen (siehe Abb. 1). Der Zündkopf des Streichholzes wird abgebrochen und das Streichholzstück senkrecht zum Faden in der Schachtel festgeklemmt, ohne die Schachtel zu sehr zu verformen (event. ist das Streichholz in die Schachtel einzukleben). Weiterhin muss darauf geachtet werden, dass das Streichholz etwas höher als der Faden angebracht wird (siehe Abb. 2).

Anschließend kann die Schachtelhülle verziert werden, indem man eine Spinne oder  Raupe auf die große Fläche der Schachtel klebt.
Schließlich wird die Streichholzschachtel wieder zusammengefügt und das Krabbeln kann beginnen (Abb. 3).


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Abb. 1
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Abb. 2
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 Abb. 3
 
3.3.    Durchführung

Es ist ganz leicht, die Spinne den Faden herunterkrabbeln zu lassen.
Zunächst sollte sich die Spinne am oberen Fadenende befinden, um langsam nach unten krabbeln zu können. Nun den Faden leicht straff ziehen, sodass die Spinne nicht nach unten rutscht. Anschließend wird die Spannung leicht reduziert, sodass die Spinne langsam nach unten rutscht. Um eine langsam krabbelnde Spinne sehen zu können, benötigt man ein wenig Übung.

Arbeitsanleitung herunterladen:

Anleitung Krabbelnde Spinne

4.    Tipps und Tricks
  • Anstelle der Spinnenbeine aus Tonpapier könnte man auch Pfeifenputzer verwenden, welches die Spinne noch natürlicher aussehen lassen würde.
  • Für einen effektvollen Zaubertrick sollte das Krabbeln der Spinne zuvor geübt werden. Es ist gar nicht so leicht, die Spinne langsam und gleichmäßig krabbeln zu lassen!
  • Die Augen der Spinne können mit Hilfe des Lochers ausgestanzt werden. So lassen sich viele Augen ohne großen Aufwand herstellen.
  • Man könnte ebenfalls die Streichholzschachtel verzieren oder farbig gestalten.
  • Man kann die Spinne zweimal ausschneiden und damit sowohl die obere als auch untere Seite der Streichholzschachtel verzieren.

 

5. Alternative: Die gehorsame Biene

Anstelle einer „Krabbelnden Spinne“ könnte man auch eine „Gehorsame Biene “ dressieren.

5.1 Materialien
  • 1 Kinder-Überraschungsei (Man benötigt nur das gelbe Plastik-Ei.)
  • 1 Korken
  • 1 dünner Faden (Zwirn; Länge: ca. 70 cm)
  • 1 Teppichmesser
  • 1 stabile Unterlage
  • 1 dicker Nagel (Länge: ca. 4 cm; Dicke: min. 3 mm)
  • 1 Kombizange
5.2 Bauanleitung

krabbelndespinne5Siehe Abb. 5 - 10.
Zunächst werden mit einem erhitzten Nagel zwei Löcher in das Ei geschmolzen - an der oberen und an der unteren Seite. Anschließend wird der Korken verkürzt (Teppichmesser + stabile Unterlage), sodass er quer in das Ei passt. Danach wird ein Faden durch die zwei Löcher gezogen und das Ei verschlossen (siehe Abb. 5).

Durch das Variieren der Spannung des Fadens und damit der Reibung kann die Gleitgeschwindigkeit des Eies beeinflusst werden. Dazu muss der Faden in vertikaler Richtung gespannt werden.

Hinweis:
Das Funktionsprinzip ist dasselbe wie bei der Streichholzschachtel.

 

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Abb. 6
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Abb. 7
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 Abb. 8
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 Abb. 9
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 Abb. 10
 
6.    Weiterführende Literatur
  • Smith, A.: The Usborne Big Book Of Experiments. London: Usborne Publishing Ltd., 1996 (Seite 91).
  • Hilscher, H. (Hrsg.): Physikalische Freihandexperimente. Bd. 1 Mechanik. Köln: Aulis Verlag Deubner, 2004 (Seite 98 - 99).
  • Hecker, J.: Der Kinder-Brockhaus. Noch mehr Experimente. Naturwissenschaften zum Ausprobieren. Mannheim: Bibliographisches Institut & F. A. Brockhaus AG, 2007 (Seite 72 - 73).
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