Experimente zum Selbermachen
Kinder aufgepasst: Downloaden und selbst losforschen
Kann ich einen Stromkreis auch selbst bauen und wie bastele ich aus einer PET-Flasche eine Sonnenenergie-Turbine?
Hier gibt es Spannendes zum selbst ausprobieren, zum zusammen basteln und erforschen. Probiert aus, wie Strom funktioniert und was Wärmeenergie eigentlich ist.
© KON TE XIS
Die besten Experimente für Sie!
In diesem Heft finden sich die schönsten KON TE XIS-Experimente zum Wissenschaftsjahr Energie übersichtlich zusammengestellt: Was ist ein Elektrometer? Wie bastelt man einen tanzenden Stern? Und wie kann man Strom ganz einfach selbst erzeugen? Sechs spannende Anleitungen laden zum Experimentieren und Verstehen ein!
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„Ein elektromagnetisches Wellenschlagen mit Störeffekten“
Bisher haben wir Versuche vorgestellt, in denen die elektrische Energie als Strom durch leitende Materialien floss. Elektrische Energie kann aber auch durch die Luft oder ein Vakuum transportiert werden. Eigentlich handelt es sich in diesem Fall nicht mehr um elektrischen Strom selbst, sondern um elektromagnetische Kraftfelder oder elektromagnetische Wellen. Man kann diese elektrischen Kraftfelder, wie in unserem nächsten Experiment, mit einfachsten Mitteln nachweisen.
Viel Spaß beim Ausprobieren!
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Die Wucht im Verborgenen
Der Impuls ist in der Physik keine spezifische Körpereigenschaft wie etwa Masse, Form oder Größe eines Körpers. Impuls beschreibt die Wucht eines Körpers, der sich in Bewegung befindet. Die so genannte Wucht eines sich bewegenden Körpers zeigt sich besonders in Stößen deutlich. Man kann anhand der Auswirkungen auf den „Stoßpartner“ genaue Angaben über die Bewegung eines Körpers machen. Mit den folgenden Versuchen wollen wir dem Impuls „fundamental wuchtig“ auf den Grund gehen.
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Gummi-Dreiradmobil
„Mobilität“ umfasst alle Bereiche, die mit den Motiven der Beweglichkeit von Menschen zu tun haben. Mobilität mit ihren Erscheinungsformen und Ursachen stellt eine der zentralen Herausforderungen dar, denen sich die Gesellschaften des 21. Jahrhunderts stellen müssen. Dazu gehört auch der Wunsch, grenzenlos und ressourcenschonend mobil zu sein. Unser Gummimobil aus dem folgenden Versuch widmet sich ebenfalls diesem „Wunsch“. Es fährt abgasfrei, ohne schwere Batterien an Bord, braucht keine Wind- oder Sonnenkraft. Klingt zu schön, um wahr zu sein? Ein bisschen, denn es fährt leider nicht von allein und für den Antrieb muss zunächst Arbeit verrichtet werden. Dennoch möchten wir hier unseren „Mobilitätsbeitrag“
vorstellen und hoffen, dass alle Spaß damit haben.
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Elektroakustische Schallimpulstüte
Schall entsteht durch Schwingungen einer Schallquelle (z. B. Stimmbänder, Stimmgabel, Lautsprechermembran, Maschine, Fahrzeug). Zu seiner Ausbreitung benötigt er ein Medium wie Luft oder eine andere Materie. So kann sich Schall auch in Flüssigkeiten wie Wasser, oder in festen Körpern ausbreiten. Die Schwingungen der Schallquelle (Emission) übertragen sich auf das Medium und versetzen dieses ebenfalls in Schwingungen. Der folgende Versuch nutzt eine Kerzenflamme als empfindlichen Seismographen, um die Bewegungsenergie, die in Schallwellen steckt, in ihrer Intensität sichtbar zu machen. Mit unserem Experiment kann man herausfinden, welche Geräusche / Töne so energiereich sind, dass sie sich sogar zum „Auspusten“ der Kerze
eignen. Also, auf geht’s zu einer energiereichen Entdeckungsreise!
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Die Stadt der Erleuchtung
Eine Stadt ohne elektrische Energie ist undenkbar. Genauso unvorstellbar ist, dass Menschen in der modernen Welt auf künstliches Licht verzichten könnten. Man stelle sich nur die dunklen Abendstunden ohne Bücherlesen vor. Wo bliebe da die Erleuchtung? Ziel dieses Spiels ist es deshalb, durch geschicktes Legen und Stellen verschiedener Gebäude zueinander den nötigen Energiefluss herzustellen. Ist das erfolgreich geschehen, schließt sich ein elektrischer Stromkreis und es gibt als Belohnung ein zauberhaftes Licht-Farbenspiel.
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CD-Luftkissengleiter
Einmal fast schwerelos über den Boden gleiten - welcher Mensch wünscht sich das nicht? Die Vorstellung, dass unser Körper frei schweben könnte, ist faszinierend. Bisher können Menschen diesen Zustand nur mit Hilfe moderner Technik erreichen, wenn sie beispielsweise mit einem Luftkissenboot (Hovercraft-Boote) verreisen. Das Prinzip dieser „Wassergleiter“ wollen wir im nachfolgenden Experiment einmal näher betrachten und dabei eine CD berührungslos auf einem hauchdünnen Luftkissen über eine Tischplatte gleiten lassen. Auf die Plätze, fertig, los - es erfordert nur etwas Energie!
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Sonnenstundenzähler
So mancher Erfolg oder Misserfolg einer Gemüseernte auf dem Balkon hängt u. a. davon ab, wie dauerhaft die Pflanzen trotz bester Südlage von der Sonne beschienen wurden. Dicke aromatische Früchte brauchen bis zur Reife viel Sonnenenergie. Der Sonnenstundenzähler von KON TE XIS ermöglicht es, sich sehr genau einen Überblick zu verschaffen, wie viele Sonnentage ein ganzer Sommer hatte oder auch nur wie viele Sonnenstunden an jedem Tag die Pflanzen ausgesetzt waren.
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Energiewandel – mal murmelig
Murmelspiele gehören zu den ältesten Kinderspielen. Kinder und Erwachsene konstruieren mit viel Fantasie und Ausdauer aufwändige und spannende Wegstrecken. Bei der Murmelbahn von KON TE XIS wird der Kugel auf ihrem Weg nach unten noch eine klitzekleine Aufgabe zusätzlich abgerungen: die Erzeugung von Strom. Ein kurzes Lichtsignal verrät dann, an welcher Stelle der Murmelbahn sich die Kugel gerade befindet. Die Bastelanleitung gibt es hier zum Download.
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Spannungsreicher Ausflug
Um zu sehen, wie Orte mit Energie versorgt werden, wie man energiesparend bauen und leben kann oder wie das Wasser, die Sonne und der Wind Strom liefern, muss man nicht immer in die Ferne schweifen. Die Exkursionsideen von KON TE XIS sollen als Anregung für einen Ausflug der besonderen Art dienen und zum Erschließen neuer Perspektiven und Details beitragen.
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Kreuzlige Wörter und elektrisierende Rätsel
Warum leuchtet die Glühbirne, wenn wir den Stromschalter betätigen? Elektrizität ist für viele Menschen ein Rätsel und stellt sie immer wieder vor neue Herausforderungen. Eine Herausforderung ganz besonderer Art ist das Elektro-Kreuzworträtsel von KON TE XIS, das es hier zum Download gibt. Das Motto lautet also: Ran an die Stifte und die grauen Zellen zum Glühen bringen!
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Luftdüsendrehwirbel
"Luftdüsendrehwirbel" ist nicht nur ein schönes Wort, es sieht auch toll aus, wenn sich die mit einem Luftballon angetriebene Konstruktion so schnell dreht, dass man die Umrisse des Luftballons nur noch erahnen kann. Die Drehbewegung erklärt sich durch die kinetische Energie, die während des Experiments freigesetzt wird. Die Anleitung von KON TE XIS gibt es hier zum Download:
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Segnersches Wasserrad
Alles was man für dieses Experiment braucht, sind drei Trinkhalme, ein Plastikbecher, ein wenig Schnur und Knete. Und schon verwandelt sich der Plastikbecher unter einem Wasserstrom in ein wirbelndes Wasserrad. Wie genau das Wasserrad gebastelt wird, erfahren alle neugierigen Nachwuchsforscherinnen und -forscher in der Anleitung von KON TE XIS.
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Baue ein Solarmobil
Das fantastische an diesem ausschließlich mit Sonnenkraft angetriebenen Auto ist die Tatsache, dass die Energie des Sonnenlichts direkt in elektrische Energie umgewandelt wird. Dann setzt der erzeugte Strom über einen kleinen, aber sehr effizienten Elektromotorantrieb diese in Bewegungsenergie um. Zugegeben, unser „Solarauto“ besticht nicht gerade durch modernes Design und Stromlinienform seiner Karosserie. Man sieht ihm die Margarinebechervergangenheit auf den ersten Blick an. Trotzdem – oder gerade deswegen – zeichnet es sich durch verblüffende Schnelligkeit aus. Also, Anleitung downloaden und selbst zusammen bauen!
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Strom selbst erzeugen
Auf einfache Weise kann elektrische Energie selbst erzeugt werden. Ohne viel Aufwand wird ein durch Induktion erzeugter Strom mit einer aufblitzenden LED sichtbar nachgewiesen. Dazu werden lediglich ein oder zwei Magneten benötigt, Kupferdraht und Röhren. Mehr lesen Forscherinnen und Forscher in der Experimentier-Anleitung von KON TE XIS.
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Windräder, Flaschenzüge, Murmelbahnen – Joulett experimentiert mit Energie
Energie – ein quasi unerschöpfliches Thema! Denn Energie kann viele verschiedene Formen annehmen, ist ständig und überall vorhanden, nichts funktioniert ohne sie. Wie sich nun diesem großen und grenzenlosen Thema nähern? Im KON TE XIS-Arbeitsheft zum Download wird eine Auswahl von Experimenten vorgestellt, die Schülerinnen und Schülern einen guten Einblick in einige der Spielarten der Energie liefert.
An – Aus! Was macht ein Schalter?
Wieso geht das Licht an, wenn man auf den Schalter drückt? Und warum geht es wieder aus, wenn man ihn noch einmal betätigt? Dieser grundsätzlichen Frage nach Licht und Elektrizität geht dieser Versuch auf den Grund. Dabei bauen die Kinder selbst einen Stromkreis mit einer Glühlampe und einem Schalter. Sie basteln dazu einem Lampenschirm aus Pappe und Transparentpapier, und so entsteht eine kleine eigene Lampe.
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Das Energie-Quiz
Alles, was Kinder hören, fühlen und sehen, in den Händen halten oder zum ersten Mal entdecken ist für sie selbst ein Spiel. Kinder setzen sich aktiv mit der Umgebung auseinander. Sie erforschen, verstehen und testen die physikalischen Gesetzmäßigkeiten durch Ausprobieren. Dieses Energie-Quiz fördert genau das. Durch eigene Variationen sind der Spielphantasie keine Grenzen gesetzt, und die Quiz-Fragen können schnell zu Ideenrunden führen, die die Kreativität heraus kitzeln.
Baue eine Eismaschine
Eine Salatschüssel kann auch eine Tiefkühltruhe sein. Und weil das nicht unbedingt selbsterklärend ist, beschreibt die Versuchsanleitung von Haus der Kleinen Forscher, was der Ingenieursnachwuchs dazu benötigt. Grundsätzlich: Aus zerstoßenem Eis und Salz wird eine Kältemischung zur Kühlung hergestellt. Diese Technik ist Jahrhunderte alt und lässt sich auf die ganz besonderen Eigenschaften von Wasser und seine Aggregatzustände flüssig, fest und gasförmig zurückführen. Lest mehr darüber in der Beschreibung als PDF.
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Ein einfaches Elektrometer oder Elektroskop bauen
Dieses Experiment ist für Fortgeschrittene: Spielend können Kinder und Jugentliche verstehen, wie Atome aufgebaut sind und, dass ein fließender Strom auf die Bewegung von Elektronen in einer Leitung zurückzuführen sind. Von KON TE XIS ist diese aufwändigere Versuchsanleitung, die nicht nur für Nachwuchsforscher interessant sein kann, sondern auch für alle anderen Interessierten.
Kugelstoßen
Murmeln sind ein wunderbares Spielzeug und jedes Kind kann damit das Kugelstoßen im Mini-Format ausprobieren. Wie dazu aus ein paar Strohhalmen und Papier eine Bahn gebaut wird, können alle in dem PDF-Dokument von dem Haus der Kleinen Forscher nachlesen.
Ja – Nein! Wodurch fließt elektrischer Strom?
Endlich einmal mit Strom spielen und die Frage selbst beantworten: "Warum können wir die Kabel von elektrischen Geräten anfassen, ohne einen Stromschlag zu bekommen?", weiss dann jedes Kind, wenn es mit der Anleitung von Haus der Kleinen Forscher experimentiert hat
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Der Fingerwärmer
Die Sonne setzt unvorstellbar viel Energie frei. Nur ein Bruchteil des kugelförmig in den Raum ausgestrahlten Lichts ist auf unseren Planeten gerichtet und trifft aus großer Entfernung, abgeschwächt durch die Atmosphärenhülle, auf die Erdoberfläche. Das Sonnenlicht hat dann die gemäßigte Intensität, um das vielfältige Leben von Mikroorganismen, Pflanzen und Tieren zu ermöglichen und die für allerlei Umwandlungsprozesse notwendige Strahlungsenergie- bzw. Wärmeenergie zu spenden. Bündelt man auf geschickte Weise die Lichtstrahlen der Sonne wie bei unserem nächsten Experiment, dann bekommt man vielleicht eine kleine Vorstellung davon, wie gewaltig heiß die Sonne wirklich ist.
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Die Bumerang-Dose
Wie ist es möglich, eine Dose mit Schwung in eine Richtung zu „schubsen“ und die Dose dann auf halbem Weg umkehren und zum Ausgangspunkt zurückrollen zu lassen? Das ist Zauberei! Zumindest könnte man das meinen. Dem ist aber nicht so! Hier erfahren alle Leserinnen und Leser, wie‘s geht.
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Ein einfacher Elektromotor
Das Wort Motor hat seinen Ursprung in der lateinischen Sprache und heißt übersetzt „Beweger“. Dabei handelt es sich um eine Vorrichtung, die mechanische Arbeit leistet, indem sie verschiedene Energieformen umwandelt. In unserem Versuch wird chemische Energie (Batterie) in elektrische Energie (Strom) und die dann in Bewegungsenergie umgewandelt.
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Tanzender Stern
Viele elektrisch nicht leitende Materialien laden sich unter bestimmten Bedingungen durch
mechanische Reibung auf und überraschen uns dann mit ihrem sonderbaren Verhalten. Dies lässt sich gut mit dem tanzenden Stern beobachten, der sich durch ein Lineal in unmittelbarer Nähe bewegt. Mit folgender Anleitung könnt Ihr den Stern basteln.
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Die Sonnenenergie-Turbine
Lest hier mehr über die Vorrichtung, die dazu in der Lage ist, Sonnenenergie in Aufwind zu verwandeln, um für den Antrieb eines leichten Turbinenrads zu sorgen. Baut aus einer PET-Flasche eine Turbine, so dass sobald die Sonne eine Weile auf die Flaschenseite mit der seitlichen Öffnung scheint, sich das Flügelrad zu drehenbeginnt .
Stromkreise – das Lämpchen soll leuchten!
In jedem Raum gibt es Lampen: Lampen, die von der Decke herunterhängen, oder Lampen, die über ein Kabel mit einer Steckdose verbunden sind. Welche Bedeutung haben Lampen für den Alltag? Warum leuchten die Lampen, wenn jemand auf den Schalter drückt? Was ist passiert, wenn Glühlampen kaputtgehen?
Illustrationen © Haus der kleinen Forscher
Tag der kleinen Forscher – Energie steckt überall
Wer weiß, wie man ganz leicht die Energie der Sonne einfangen kann? Oder wie man Energie am besten weiterleitet?
Diesen und vielen weiteren Fragen geht das Experimentier-Heft der Stiftung „Haus der kleinen Forscher“ auf den Grund.
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Batterien aus vollen Gläsern
„Energie wird eigentlich niemals verbraucht“ – sie geht nicht verloren. Diese Aussage trifft die Physik und es wirkt beruhigend. Energie wird lediglich von einer Energieform in eine andere umgewandelt. Beispiele dafür finden sich zahlreich: Das Gemüse, was wir essen, braucht die Energie der Sonne zum Wachsen und wir benötigen die Energie, die wir durch das Essen von Gemüse „tanken“ zum Skateboard fahren. Motoren in Autos werden von Benzin angetrieben, das aus Öl hergestellt wurde; das Öl wiederum entstand vor Millionen Jahren aus abgestorbenen Pflanzen, die ebenfalls nur durch die Energie der Sonne wachsen konnten.
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Plastikflasche wird zu Wasserrad
Bereits vor mehreren tausend Jahren wurde die Wasserenergie von den Menschen entdeckt und genutzt, um Muskelkraft zu sparen. Einfache Schöpfräder wandelten diese Kraft des Wassers einfach in eine Drehbewegung um. Hier findet ihr eine Anleitung, mit der ihr selbst ein Wasserrad aus einer Plastikflasche basteln könnt.
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Energiegeladenes Purzelmännchen
Auf einer schiefen Ebene hinuntergepurzelt? Welches Kind hat daran nicht seinen Spaß? Genauso viel Spaß hat man bei der Beobachtung kleiner Purzelmännchen, die wieder und wieder ihre Purzelbäume schlagen. Ganz schön waghalsig! Und ganz schön spannend beim Herstellen und Zuschauen!
