Flaschenöffner-Physik

Flaschenöffner-Physik

Mein 10er Physikkurs startet nun in relativ anstrengende Wochen – die Zentralen Abschlussprüfungen stehen an. Um ihren Lerneifer in dieser schweren Zeit zu unterstützen, fahre ich meinen Unterricht etwas zurück und lasse den Kurs die nächsten Stunden (d.h. Wochen) an einer Lerntheke alles Wichtige des Halbjahres noch einmal wiederholen bzw. anhand konkreter Rechenaufgaben Probleme mathematisch lösen.
Die letzte richtige Stunde beinhaltete das Hebelgesetz. Ich muss zugeben: Als wir in der Stunde davor die Energie des Asteroiden berechnet haben, der die Dinosaurier ausgerottet hat und dies mit der Energie der Atombombe von Hiroshima, dem Bügeleisen des Einbrechers Marv und Bruce Willis Fingern verglichen haben, war die Auf-merkamkeit größer. Zunächst.
Denn es gibt ein schönes “Hebelproblem”, dass mir leider nie in Schule oder Studium begegnete – das Flaschenöffner Problem: So ein Flaschenöffner kann nämlich auf zwei verschiedene Arten genutzt werden, um eine Flasche zu öffnen.

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Im linken Bild dient der Flaschenöffner als einseitiger Heben, im rechten als zweiseitiger Hebel um den Kronkorken zu öffnen. Welche Methode ist nun, physikalisch, effektiver?
Für meine Schüler, sonst am späten Nachmittag eher selten zu Diskussionen zu bewegen, entbrandete daran ein Streit. Und insbesondere war interessant zu beobachte, wie die Argumente auf dem Niveau von “der verhakt doch im Bild links viel besser” und “aber rechts kann ich die Flasche besser halten” starteten, um sich dann in Richtung 2012-04-18 14.47.34“echter Physik” zu entwickeln. Irgendwann fielen Begriffe wie “Länge des Hebelarms” und “Angelpunkt” und dann war es auch nicht mehr weit, bis zum Ziel.

Zum Schluss sollten die Schüler in kleinen Gruppen von jeweils einem Gerät (Bolzenschneider, Schere, Nussknacker, Nagelschere etc.) messen, welche Kraft am Ende tatsächlich wirkt. Im Grunde eine triviale Aufgabenstellung – aber die Klasse stand vor dem Problem, herauszufinden, wie viel Kraft sie in den Kraftarm stecken kann. Konkret: Wie viel Kraft kann ich mit meinem Zeigefinger ausüben? Mit welcher Kraft kann ich den Bolzenschneider zusammenpressen? Um das zu beantworten, sollten die Schülerinnen und Schüler sich Messmöglichkeiten überlegen – und am Schluss den anderen Gruppen ihr Ergebnis präsentieren.

Ich mag die ja, diese Klasse.

5 Replies to “Flaschenöffner-Physik”

  1. Hallo,

    erst mal danke für das klasse Blog, sehr nett zu Lesen!

    Was die Flaschenöffneraufgabe angeht, ich wäre beinah vom Stuhl gekippt. Eine Aufgabe mit Flaschenöffnern war quasi das Markenzeichnen meines „Konstruktionslehre“-Profs (ich glaube, er hieß Stößel) an der FH München, 1./2. Semeseter Maschinenbau, anno 1988.
    Es ging um eine „Analyse des Systems Kronkorkenflasche öffnen und wieder verschliessen“ mit Hebeln, Kräften, Untersuchung der Handhabbarkeit, wie gut klappt das mit dem wieder verschliessen… Hat jedenfalls spaß gemacht. Muß mal schauen, ob die Arbeit noch in irgendeinem Karton im Keller schlummert…

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