Wer sitzt am längeren Hebel? - Geräte und Werkzeuge mit Hebelwirkung

Wer sitzt am längeren Hebel?
Was haben Hammer, Brechstange, Flaschenöffner und Schraubenschlüssel gemeinsam? Sie sind nicht nur nützlicher Helfer und unverzichtbare Werkzeuge im Alltag, sondern funktionieren nach dem gleichen Prinzip. Den Hebel als mechanischen Kraftwandler lernen die Schülerinnen und Schüler in dieser Unterrichtseinheit kennen. Ausgehend von ihren Erfahrungen erarbeiten sie die Hebelgesetze theoretisch und praktisch.
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Grundschule

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2. Klasse

8 Unterrichtsstunden

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Kompetenzen

Klassenstufe:2
Dauer:ca. 8 Unterrichtsstunden
Kompetenzen:Probleme lösen; Zusammenhänge herstellen; Funktionsweisen mechanischer Geräte erkunden
Thematische Bereiche:Hebelgesetz, Geschichte des Hebels, Werkzeuge mit Hebelwirkung, Wippe
Medien:Arbeitsblätter, Texte, Bilder, Experiment, Test, Selbsteinschätzungsbogen, Beobachtungsbogen
Organisatorisches:Materialien für Versuche vorbereiten (z. B. Stangen, Gewichte)

Inhaltsangabe

1./2. Stunde

Thema:Hebel als Werkzeug kennenlernen
Einstieg:Bilder M 25 (Hebel im Alltag) und/oder verschiedene Werkzeuge und Geräte zeigen (Frage: Was haben diese gemeinsam?); Alternative: Konkrete Problemlösung: Wie schafft es ein Kind, das Lehrerpult anzuheben?
M 25 (BD)Hebel im Alltag / SuS betrachten die Bilder und äußern sich dazu, LP stellt ggf. Fragen wie „Was haben die Bilder gemeinsam?“, „Welche Werkzeuge werden hier benutzt?“, „Wozu dienen die Werkzeuge?“ (UG)
M 1 (BD)Lara hat eine Idee / SuS schneiden die Bilder aus, ordnen sie in der richtigen Reihenfolge und tauschen sich darüber aus (PA)
M 2–M 4 (AB)Lara hat eine Idee / SuS setzen sich genauer mit der Bildergeschichte auseinander und bearbeiten Aufgaben dazu (EA, PA)
Vorbereitung:ggf. geeignetes Präsentationsmedium für Bilder M 25 vorbereiten; Stange( n) und Gewicht(e) (z. B. Schultaschen) vorbereiten
Benötigt:
  • Stange(n)
  • Gewicht(e)

3./4. Stunde

Thema:Informationen zum Hebel
M 5–M 7 (AB)Ein Kraftwandler / SuS lesen einen Text und beschriften eine Grafik (EA, PA); im Anschluss werden an konkreten Beispielen Drehpunkt, Lastarm und Kraftarm gezeigt und benannt (UG); ggf. zusätzlicher Versuch „Buch an Tischkante“ (PA)
M 8–M 10 (AB)Schon früh genutzt / SuS lesen einen Text zur Geschichte des Hebels und der Erforschung durch Archimedes und beantworten Fragen dazu (EA, PA)

5. Stunde

Thema:Hebel im Alltag
M 11–M 13 (AB)Die kenn ich doch! / SuS ordnen Bezeichnungen zu Bildern von Hebeln zu und beschäftigen sich mit deren Nutzen (EA, PA)
M 14 (AB)Was benutze ich? / SuS notieren als Hausaufgabe Hebel aus ihrem Alltag (EA)
Vorbereitung:verschiedene Hebel (Werkzeuge und Geräte) vorbereiten
Benötigt:
  • verschiedene Hebel (Werkzeuge und Geräte, z. B. Schere, Schraubenschlüssel)

6./7. Stunde

Thema:Die Wippe als Hebel
M 15 (BD, AB)Die Wippe als besonderer Hebel / SuS betrachten ein Bild, tauschen sich darüber aus und erörtern Lösungsmöglichkeiten (PA)
M 16 (EX)Wir untersuchen die Wippe / SuS führen Versuche mit einer einfachen Wippe durch (PA, GA)
M 17 (BD, AB)Wir untersuchen die Wippe / SuS erhalten ggf. die Tippkarten zur Unterstützung (PA, GA)
M 18–M 20 (AB)Alles im Gleichgewicht? / Zur theoretischen Sicherung bzw. Wiederholung der im Experiment M 17 gewonnenen Erkenntnisse bearbeiten die SuS Aufgaben zur Wippe zum Thema „Gleichgewicht“ (EA, PA); ggf. Prüfung der Ergebnisse durch konkrete Umsetzung (EA, PA)
Vorbereitung:Materialien für das Experiment M 16 vorbereiten; M 17 ggf. in der Hälfte des Klassensatzes kopieren und Blätter in der Mitte durchschneiden
Benötigt:für M 16 pro Kleingruppe:
  • 1 dünne Holzleiste (ca. 30 cm Länge und 5 cm Breite)
  • 1 Korken
  • 1 Joghurtbecher
  • 1 Nagel
  • mehrere Gewichte (z. B. Münzen)
  • ggf. Knete oder dickere Klebestreifen zur leichten Fixierung der Holzleiste

8. Stunde

Thema:Abschluss: Redewendungen und Feedback
M 21 (TX, AB)Für Hebel-Experten! / SuS tauschen sich zu zweit oder in der Kleingruppe über Redewendungen und Fragen zum Thema „Hebel“ aus und prüfen ihre Vermutung durch Lesen einer Erklärung (PA, GA); zum Abschluss erfolgt ein gemeinsames Gespräch darüber und über den Verlauf der Einheit (UG)

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