Erste Unterrichtseinheit zum Thema Brücken:
Bogenbrücken und was sie stabil macht (Klasse 2)
Beschreibung der zweiten Doppelstunde
Die SuS wiederholen die Erkenntnisse der vorangegangenen Unterrichtsstunde: Eine Kragbogenbrücke gerät ins Kippen, sobald die überkragenden Steine nicht mehr im Gleichgewicht sind. Die aufliegende Fläche muss dabei stets länger sein als die überragende Fläche der Steine. Die Vermutungen der SuS aus der letzten Doppelstunde aufgreifend, werden zwei Kragbogenbrücken mit zwei zusätzlichen Bausteinen aufgebaut. Die SuS erhalten die Aufgabe, herauszufinden, welche der beiden Konstruktionen am stabilsten ist: Die in die Höhe gebaute „Treppenbrücke“ oder eine weniger hohe „Treppenbrücke“ mit zusätzlichen Gewichten auf den äußeren Seiten. Als Belastungsgewicht stehen den SuS dabei Knetkugeln mit gleichem Gewicht zur Verfügung, die in die Mitte der Brücke aufgelegt werden sollen. Die Ergebnisse der SuS werden im Kreis präsentiert. Es wird festgehalten, dass die Konstruktion mit den an den Enden der Kragbogenbrücke aufgelegten Bausteinen stabiler ist. An dieser Stelle wird der Begriff „Gegengewicht“ für die an den Enden aufgelegten Bausteinen eingeführt. Die SuS werden mit der Aufgabe, die Gegengewichte so zu positionieren, dass eine noch stabilere Lösung erreicht wird, in die Partnerarbeit entlassen. In der Ergebnispräsentation wird festgehalten, dass die Stabilität zunimmt, wenn die als Gegengewicht genutzten Bausteine möglichst weit nach außen gelagert werden. In einem nächsten Schritt wird den SuS der „Zauberkistenversuch“ präsentiert, bei welchem zwei gleich große Kisten über eine Kante geschoben werden. Da eine der Kisten im Inneren mit einem Gegengewicht präpariert ist, kann diese Kiste bis weit über den Mittelpunkt hinaus über die Kante geschoben werden, ohne zu kippen. Die andere Kiste kippt, sobald der Mittelpunkt der Kiste über die Kante geschoben wird. Die SuS stellen fest, dass das Gegengewicht möglichst schwer und weit hinten gelagert sein muss, um eine große Stabilität zu erreichen. Anschließend erarbeiten die SuS in Gruppen arbeitsteilig ein Beispiel aus der Realität, bei dem ebenfalls ein Gegengewicht zum Einsatz kommt (Kran, Wippe, Skywalk am Grand Canyon). Mit dem Verweis auf die nächste Stunde, in der die Ergebnisse der Arbeitsgruppen zusammengefasst werden sollen, schließt die Lehrkraft die Stunde.
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