Real 3D: Schwerpunkt und Gleichgewicht [Fassung 2012]

3D-Modelle: SCHWERPUNKT EINER FLÄCHE: In diesem Arbeitsbereich sollen die Schüler selbst den Schwerpunkt einer Fläche (blinkendes Laubsägeschwein) bestimmen. Die verschiedenen Arbeitsschritte der Schwerpunktbestimmung sind auf Schildchen beschriftet. Diese Schildchen müssen mit der Maus (bzw. mit dem Stift oder Finger am Whiteboard) in richtiger Reihenfolge auf das Laubsägeschwein gezogen werden. SCHWERPUNKT EINES KÖRPERS: In diesem Arbeitsbereich sollen die Schüler selbst den Schwerpunkt eines Körpers (Kiste) bestimmen. Die verschiedenen Arbeitsschritte der Schwerpunktbestimmung sind auf Schildchen beschriftet. Diese sollen mit der Maus (bzw. mit dem Stift oder Finger am Whiteboard) in richtiger Reihenfolge auf die Kiste gezogen werden. SCHWERPUNKT UND GLEICHGEWICHT: Das Modell im Teilbereich Schwerpunkt zeigt eine Kiste mit einem Gewicht. Mithilfe zweier Schieberegler kann man das Gewicht verschieben, wodurch sich physikalisch (nahezu) korrekt der Schwerpunkt der Kiste verlagert. Das Modell im Teilbereich Gleichgewicht zeigt zwei Kisten, eine mit einem hohen Schwerpunkt und kleiner Aufstandsfläche, die andere mit niedrigem Schwerpunkt und großer Aufstandsfläche. Mithilfe eines Schiebereglers kann man die Größe und damit das Gewicht zweier Kugeln verändern. Durch Klicken des Play-Buttons startet eine Animation: Die beiden Kugeln rollen auf zwei Rampen abwärts und kollidieren mit den Kisten. BALANCIEREN: Das Modell im Teilbereich Balance zeigt die Trickfigur Professor Lunatus. Mithilfe zweier Schieberegler kann man die Körperhaltung der Figur verändern, sodass Gewichts- und damit Schwerpunktverlagerungen stattfinden. Die Figur verliert das Gleichgewicht, sobald die Lotlinie die Aufstandsfläche (Schuhe) verlässt. Im Teilbereich Kugelbrett müssen die Schüler eine Kugel auf einem Brett mit Hindernissen zum Zielpunkt führen. Das Brett muss dabei so balanciert werden, dass die Kugel nicht vom Brett herunterrollt. Filmmodule: SCHWERPUNKT EINER FLÄCHE (7:33 min): Die Hobby-Forscher Marike, Davin und Niki entdecken das Gleichgewicht.Sie versuchen verschiedene Gegenstände wie zum Beispiel eine Holzkiste auf einem Finger zu balancieren. Dabei stellen sie fest: "Im Gleichgewicht sein" bedeutet, wenn ein Gegenstand auf einem Punkt so austariert wird, dass er in seiner Ruhelage verharrt. Im weiteren Filmverlauf wird die Funktionsweise des Lots erklärt, ein Messinstrument zur Bestimmung des Schwerpunkts von flachen Gegenständen. SCHWERPUNKT EINES KÖRPERS (5:13): Der Schwerpunkt von Körpern ist schwieriger zu bestimmen als der Schwerpunkt einer Fläche. Die Trickfigur Professor Lunatus ermittelt den Schwerpunkt einer Kiste. Anschließend wird eine Regel dafür aufgestellt, wann sich ein Körper in einem stabilen und wann in einem labilen Gleichgewicht befindet: Je größer die Aufstandsfläche eines Körpers ist und je tiefer sein Schwerpunkt liegt, desto stabiler ist sein Gleichgewicht. Mit Hilfe von 3D-Computeranimationen lässt sich dies nachvollziehen. SCHWERKRAFT UND GLEICHGEWICHT (4:28 min): Das Filmmodul führt die "Schwerkraft" oder auch "Erdanziehungskraft" ein als die Kraft, die alle Gegenstände auf der Erde beständig nach unten zieht und deshalb auch das Gleichgewicht stets beeinflusst. Diese physikalischen Zusammenhänge werden mithilfe von 3D-Computeranimationen verdeutlicht. Im weiteren Filmverlauf befestigen die drei Hobby-Forscher Gewichte an unterschiedlichen Stellen der Kisten, um zu verstehen, wie sich die Verlagerung von Gewicht auf den Schwerpunkt und somit auf das Gleichgewicht eines Körpers auswirkt. Sie stellen fest: Je höher der Schwerpunkt eines Körpers liegt und je kleiner seine Aufstandsfläche ist, desto leichter kippt er um. BALANCIEREN - DAS SPIEL MIT DER SCHWERKRAFT (4:41 min): Es wird gezeigt, wie wir tagtäglich bewusst oder unbewusst "balancieren". Beim Einrad- und Fahrradfahren, beim Trampolinspringen, beim Skateboarden. Auch Balletttänzer und -tänzerinnen müssen ihre Körperhaltung gut beherrschen. Mit Professor Lunatus als Ballerina wird deutlich: Bei jeder Veränderung der Körperhaltung wird durch die Gewichtsverlagerung automatisch auch der Schwerpunkt im Körper verlagert. Mithilfe von Computeranimationen wird der Ablauf solcher Balance-Akte ausführlich nachgezeichnet.

Anbieter

GIDA (Odenthal)

Jahr

2012

Zielgruppe

A(3-4); J(8-10); SO

Schlagworte

Gleichgewichtssinn, Gravitation

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