6.4: Was treibt ein Flugzeug vorwärts?
| Autoren: | |
| Publikation: | 9.3.2015 |
| Lernstufen: | 2, 3 |
| Übersicht: | Anhand eines Experiments erkunden die Schüler, was das Flugzeug dazu bringt, vorwärts zu fliegen. |
| Angestrebte Kenntnisse: | Um voranzukommen, saugt das Flugzeug vorn Luft ein, verdichtet sie und stößt sie hinten wieder aus. |
| Wortschatz: | Antrieb |
| Dauer: | 1 Stunde |
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Für jede Gruppe:
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| Herkunft: | La main à la pâte, Paris |
Ausgangsfrage
Die Lehrerin fragt die Schüler: "Wie treibt der Motor das Flugzeug voran?". Falls die Schüler Hilfestellungen brauchen, kann die Lehrerin erneut auf das Arbeitsblatt 17 (Geschichte des Flugzeugs in Bildern) zurückgreifen und weitere Fragen stellen: "Wozu dient der Propeller? Was macht er? Was wird aus der angesaugten Luft?".
Die Lehrerin kann auch auf das Experiment der vorherigen Stunde zurückkommen und nach der Rolle des Haartrockners fragen. Der Haartrockner saugt auf einer Seite Luft an und stößt ("spuckt") sie auf der anderen Seite wieder aus. Das Strahltriebwerk eines Flugzeugs ist, so gesehen, nichts anderes als ein überdimensionaler Haartrockner. Es gibt allerdings einen entscheidenden Unterschied: Das Strahltriebwerk treibt das Flugzeug voran, während sich der Haartrockner nicht bewegt, auch wenn man ihn nicht festhält. Die vom Triebwerk angesaugte Luft wird verdichtet (zusammengedrückt), mit einem Treibstoff (Kerosin) vermischt und das Gemisch verbrannt. Dadurch steigt das Volumen des Gases (Luft + Verbrennungsprodukte), das als Strahl unter hohem Druck hinten aus dem Triebwerk wieder heraustritt.
Experiment (Gruppenarbeit)
Die in kleinen Gruppen aufgeteilten Schüler sollen mit dem vorhandenen Material einen Strohhalm auf einer langen Schnur gleiten lassen – ohne ihn zu berühren oder anzublasen. Die Standardlösung ist die folgende: Die Schnur wird quer durch den Klassenraum gespannt und an beiden Enden festgebunden, nachdem sie vorher durch den Strohhalm gezogen wurde. Der Luftballon wird aufgeblasen, mit der Hand zugehalten und am Strohhalm befestigt. Lässt man die Luft heraus, bewegt sich der Strohhalm.
Das Experiment als Video: www.youtube.com/watch?v=BXD66OLRu2I
Gemeinsame Erörterung
Die Klasse stellt gemeinsam fest, dass nicht alle Gruppen gleich erfolgreich waren. Wenn der Ballon senkrecht zum Strohhalm befestigt wird, passiert nichts. Genauso wenig funktioniert die "Luftballonrakete", wenn der Luftballon zugeknotet wird; dann kann die Luft nicht herausströmen.
Abb. 1: Zwei Schüler experimentieren mit der Luftballonrakete [1].
Abb. 2: Planungen zum Bau einer Luftballonrakete [1]
Abb. 3: Zusammenfassung des Experiments mit der Luftballonrakete [1]
Die Schüler zeichnen die Versuchsanordnung und sollen anschließend erklären, was sie verstanden haben und welchen Bezug es zwischen diesem Experiment und der Funktionsweise des Flugzeugantriebs gibt. Sie können das Arbeitsblatt 17 (Geschichte des Flugzeugs in Bildern) zu Hilfe nehmen.
Bemerkung: Die Lehrerin kann an dieser Stelle auf die letzte Stunde der Unterrichtseinheit über das Schiff verweisen: "Wie bewegt sich ein Schiff fort?". Da ging es auch um das Prinzip des Rückstoßantriebs.
Zusammenfassung
Die Klasse formuliert gemeinsam eine Schlussfolgerung.
Beispiel: Um voranzukommen, saugt das Flugzeug vorn Luft ein, verdichtet sie und stößt sie unter hohem Druck hinten wieder aus.
Fußnote
1: Abb. 1 bis 3: 6. Klasse von Igor Ferrieu (Le Kremlin-Bicêtre)
Letzte Aktualisierung: 12.7.2016
