Lehrstuhl für Didaktik der Physik
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Physikalisches Spielzeug

Spielzeugkoffer_Inhalt

Schon Einstein war von physikalischem Spielzeug, wie beispielsweise dem „Schluckspecht“, fasziniert. Auch David Brewster konnte sich für das Phänomen des Kaleidoskops begeistern. Mit Hilfe dieses, physikalischen Gesetzmäßigkeiten folgenden, Spielzeugs wird es auch Schülerinnen und Schülern ermöglicht, eigenständig zu experimentieren und dabei den verschiedenen physikalischen Phänomenen auf den Grund zu gehen. Auch wenn im Rahmen des Unterrichts einige Erklärungen lediglich auf rein qualitativer Ebene stattfinden können, so fördert der Umgang mit den Spielzeugen jedoch den Realitätsbezug im Physikunterricht und macht ihn so für die Schülerinnen und Schüler authentischer. Das wiederrum fördert die Motivation und das Interesse daran, physikalische Grundlagen und mögliche Erklärungsansätze verschiedener Phänomene zu finden. Der Umgang mit physikalischen Spielzeugen trägt also nicht nur zur Förderung in den Kompetenzbereichen Kommunikation und Erkenntnisgewinnung bei, sondern bietet auch eine Gelegenheit im Unterricht auf enaktiver Ebene zu arbeiten.

Experimentierkoffer mit physikalischem Spielzeug

Um das physikalische Spielzeug Schulen transportabel zur Verfügung stellen zu können, haben wir zwei Koffer damit ausgestattet.

Jeder Koffer beinhaltet:

  • 20 Kugelwippen
  • 2 Paar keltische Wackelsteine
  • 4 Hui-Maschinen
  • 2 Liebesthermometer
  • 2 Schluckspechte
  • 2 Mirascope
  • 2 Minibanken
  • 8 Kartesische Taucher (Flaschentänzer/-teufel/-engel)
  • 2 Schwebende Vögel
  • 4 Schwebende Schmetterlinge
  • 2 Spionbrillen
  • Kugelwippe

    wippe_1

    Hinter der Kugelwippe versteckt sich ein Rätsel. Ziel des Rätsels ist es, die beiden Kugeln vom Ausgangszustand in der Mitte in die Erhöhungen außen zu bewegen. Die Lösung ergibt sich mit der Zentrifugalkraft, die beim Drehen der Wippe entsteht. Dadurch werden die Kugeln nach außen gedrückt. Bleibt die Kugelwippe schließlich stehen, so bleiben die Kugeln an den Erhöhungen außen liegen und man hat das Ziel erreicht. mehr

  • Keltische Wackelsteine

    keltischer_wackelstein

    Dreht man einen keltischen Wackelstein, so dreht er sich in eine Richtung problemlos. Versucht man ihn jedoch in die andere Richtung zu drehen, so fängt er an zu wackeln und bewegt sich stattdessen in die entgegengesetzte Richtung. Keltische Wackelsteine besitzen also eine bevorzugte Drehrichtung. Das liegt daran, dass sie zwar äußerlich symmetrisch zu sein scheinen, jedoch eine unsymmetrische Massenverteilung besitzen. mehr

  • Hui-Maschine

    hui_maschine

    Die Hui-Maschine besteht aus zwei Holzstäbchen und einem Propeller. Eines dieser Stäbchen besitzt in regelmäßigem Abstand mehrere Einkerbungen. Am Ende dieses eingekerbten Holzstäbchens ist ein Propeller mit einer Schraube angebracht. Der Propeller dreht sich, wenn man mit dem zweiten Holzstäbchen über die Kerben reibt und dabei leicht mit dem Daumen schräg von unten gegen das eingekerbte Holzstäbchen drückt. Es entsteht eine elliptische Schwingung, die den Propeller antreibt. Wenn man nun mit dem Zeigefinger schräg von oben auf das Holzstäbchen drückt, so ändert sich die Drehrichtung des Propellers. Dieser Richtungswechsel kann mit einem "Hui"-Ausruf unterstrichen werden, was dem Spielzeug seinen Namen gibt. mehr

  • Liebesthermometer

    liebesthermometer

    Das Liebesthermometer ist ein Glasgefäß, in dem sich eine Flüssigkeit mit einer niedrigen Verdampfungsenthalpie befindet. Umschließt man den unteren Teil mit den Händen, erwärmt sich die Flüssigkeit. Dabei entstehen Dämpfe, die die Flüssigkeit verdrängen. Dadurch steigt die Flüssigkeit in den oberen Hohlraum. Am Ende dieses Vorganges folgen die Dämpfe selbst und treten in den oberen Hohlraum ein, sodass die Flüssigkeit scheinbar kocht. mehr

  • Mirascope

    mirascope

    Das Mirascope besteht aus zwei Plastikkuppen, die sich direkt gegenüber liegen. Deren Inneres ist mit parabolischen Spiegeln ausgekleidet ist. In der Mitte des oberen Spiegels befindet sich eine kreisförmige Öffnung. Setzt man nun ein kleines Objekt wie den beiliegenden Kunststofffrosch auf den unteren Spiegel, so erscheint ein dreidimensionales reelles Bild des Objektes über der Oberseite des Mirascope noch einmal. mehr

  • Minibank

    minibank

    Die magische Spardose hat eine durchsichtige Plastikscheibe auf der Vorderseite. Im Inneren kann man einen Trichter erkennen, der in ein kleines Gehäuse mündet, das ebenso mit einer durchsichtigen Scheibe versehen ist. Wirft man nun ein Geldstück in den Schlitz auf der Oberseite der Box, so scheint es durch den nach unten schmäler werdenden Trichter in das kleine Gehäuse zu fallen, wo es anschließend in verkleinertem Zustand durch das kleine Fenster zu sehen ist. Scheinbar hat der Trichter die Münze geschrumpft. mehr

  • Kartesische Taucher

    kartesische_taucher

    Den kartesischen Taucher gibt man in eine mit Wasser gefüllte Plastikflasche. Zunächst schwimmt der Taucher oben. Drückt man die Flasche nun zusammen, so wird die Luft im Taucher komprimiert und Wasser läuft in den Taucher. Die Dichte des Tauchers wird also erhöht und der Taucher sinkt ab. Lässt man die Flasche wieder los, so läuft der entgegengesetzte Prozess ab und der Taucher steigt wieder auf. mehr

Verantwortlich für den Inhalt: Lars-Jochen Thoms


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