Zweite Unterrichtseinheit zum Thema Luft und Luftdruck:
Luftdruck und Vakuum entdecken (Klasse 4)
Beschreibung der zweiten Doppelstunde
Zuerst wiederholen die SuS gemeinsam mit der Lehrerin die Erkenntnisse der vorangegangenen Unterrichtsstunde, in der sie versucht haben, einen Raum ohne Luft herzustellen. Dabei werden die Begriffe Vakuum und Teilvakuum (relatives Vakuum) wiederholend erklärt.
Es folgt eine Überleitung zur Frage der heutigen Stunde: „Wie hat Otto von Guericke das „Nichts“ hergestellt?“ Die SuS erhalten einen Text über Otto von Guerickes Versuch, einen luftleeren Raum mit Hilfe der Magdeburger Halbkugeln herzustellen. Der Text wird nach einer arbeitsteiligen Erarbeitung gemeinsam im Plenum besprochen. Da Otto von Guericke und seine Männer nach dem Abpumpen der Luft aus den aufeinander gelegten Halbkugeln die Halbkugeln nicht mehr voneinander trennen konnten, versuchten sie damals, die Magdeburger Halbkugeln von 16 Pferden auseinander ziehen zu lassen. Die SuS sammeln zuerst in Partnerarbeit Pro- und Contra-Argumente dafür, ob die Pferde es schaffen/nicht schaffen, die Kugeln zu trennen. Diese Argumente werden anschließend im Plenum ausgetauscht und diskutiert. Die SuS nennen sowohl Argumente, die dafür sprechen, dass die Pferde die Kugeln trennen können (z.B. „Die Pferde sind stärker als Menschen und die Kraft der Pferde reicht aus, um die Kugeln zu trennen.“) als auch Argumente, die gegen die Trennung der Kugeln durch die Pferde sprechen („16 Pferde sind zu wenig, um die Kugeln zu trennen. Es sind mehr Pferde nötig.“). Anschließend werden in einer Schülerdemonstration Ausgussreiniger und Saugnäpfe aneinandergedrückt und wieder auseinandergezogen. Im gemeinsamen Gespräch wird über die hierfür aufzubringenden Kräfte gesprochen.
Im folgenden Teil der Doppelstunde schauen die SuS gemeinsam mit der Lehrerin einen Film über Otto von Guerickes Versuch, die Magdeburger Halbkugeln zu trennen. Im Anschluss an den Film reflektieren die SuS die Inhalte des Filmes. Sie besprechen, dass Luft von allen Seiten auf die Magdeburger Halbkugeln drückt. Wenn Luft aus den Magdeburger Halbkugeln gepumpt wird, ist der Druck von außen größer als der Druck im Inneren der Halbkugeln, sodass die Halbkugeln vom äußeren Luftdruck zusammengedrückt werden. Der Druck der äußeren Luft erwies sich in dem Versuch als so stark, dass nicht einmal 16 Pferde es schafften, die beiden Halbkugeln auseinander zu ziehen. Zur Ergebnissicherung bearbeiten die SuS anschließend ein Arbeitsblatt.
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