Level B: Erdung: Wie werden geladene Körper wieder neutral? – Versuchsvorbereitung
Kompetenzbereich
Bewertung
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Lernfortschritt
LFS 1
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Materialien/Titel
Elektrostatik – Ladungsbewegung – Versuchsvorbereitung – Level B
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Physik
Ph04.01.05
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Kompetenz:
Ich kann die Ladungsverteilung auf leitenden und nichtleitenden Körpern beschreiben.
Ich kann beschreiben, wie ein geladener Körper von seiner Ladung befreit werden kann.
Ich kann den Begriff Influenz erklären.
Ich kann Rückschlüsse auf die Elektronenbewegung ziehen.
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LernPROJEKT
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LernTHEMA
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LernSCHRITT
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Hauptbezug:
Ich kann Auswirkungen physikalischer Sachverhalte nennen.
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Weitere Bezüge:
Ich kann einfache physikalische Experimente nach Anleitung durchführen und auswerten.
| Vorgehen:
Lesen und bearbeiten Sie den Informationstext und die Anleitung. Beantworten Sie dann schriftlich die Fragen am Ende des Textes.
Erdung
Bei der Reibung zwischen zwei Körpern werden die Ladungen getrennt. Elektronen werden von einem zu dem anderen der beiden Körper rübergeschoben.
Berühren sich zwei Körper nur, kommt es zu einem Ladungsaustausch. Dabei werden die Ladungen der beiden Körper verglichen. Sind beide Körper gleich groß bildet sich der Mittelwert/Durchschnitt beider Ladungsmengen aus. Beim Ladungsaustausch spielt die Größe der Körper eine wesentliche Rolle.
Dazu ein Beispiel: In einem Schnapsglas voll Vodka ist ordentlich Alkohol drin. Wird von einem Longdrink Vodka-Red Bull ein Schnapsglas voll getrunken, hat sich die Alkoholmenge mehr als halbiert. Wird eine Flasche Vodka in eine Badewanne voll Wasser geleert und davon wiederum ein Schnapsglas voll getrunken, ist die getrunkene Alkoholmenge fast nicht nachweisbar.
Genauso funktioniert die Erdung. Kommt ein kleiner stark geladener Körper in Kontakt mit einem viel größeren neutralen Körper, dann gibt der kleine Körper seine gesamte Ladung an den Großen ab und der Große merkt davon noch nicht mal was. Anschließend ist der kleine Körper wieder neutral und der Große weiterhin neutral geladen, da ihm das bisschen Ladung nichts ausmacht.
Der größte für uns einfach erreichbare Körper ist der Planet Erde, auf dem wir leben. Deshalb heißt die Erdung auch Erdung, weil die Ladungen einfach in die Erde abgeleitet werden.
Versuchsanleitung
Überprüfen Sie Ihr Material. Sie brauchen:
1 Elektroskop,
1 Glasstab,
1 Kunststoffstab und
1 Baumwolltuch.
Laden Sie die beiden Stäbe mit dem Baumwolltuch auf. Reiben Sie dazu die Stäbe kräftig und lange mit dem Baumwolltuch. Jetzt ist der Glasstab positiv geladen und der Kunststoffstab negativ.
Streifen Sie einen Stab am Metallteller des Elektroskops ab und beobachten Sie den Zeiger.
Berühren Sie den Metallteller mit dem Finger und beobachten Sie den Zeiger.
Wiederholen Sie die letzten beiden Schritte mit dem anderen geladenen Stab.
Laden Sie die beiden Stäbe wieder mit dem Baumwolltuch auf.
Bringen Sie die beiden geladenen Stäbe zusammen. Jetzt findet ein Ladungsaustausch statt.
Streifen Sie einen Stab am Metallteller des Elektroskops ab und beobachten Sie den Zeiger.
Erden Sie wieder das Elektroskop mit ihren Fingern.
Laden Sie die beiden Stäbe wieder mit dem Baumwolltuch auf.
Streifen Sie einen Stab am Metallteller des Elektroskops ab und beobachten Sie den Zeiger.
Streifen Sie den anderen Stab am Metallteller des Elektroskops ab und beobachten Sie den Zeiger.
Räumen Sie den Versuch auf.
Aufgaben
Nennen Sie das Phänomen, das bei der Erdung stattfindet.
Nennen Sie, von welchen physikalischen Größen die Erdung abhängt.
Beschreiben Sie, was die elektrische Erdung mit unserem Planeten Erde zu tun hat.
Beschreiben Sie ein Beispiel, wie man sich einen Ladungsaustausch vorstellen kann.
Nennen Sie die benötigten Materialien.
Das Experiment besteht aus drei Teilen. Beschreiben Sie, was Sie im ersten Teil machen.
Nennen Sie die Materialien, die Sie im ersten Teil brauchen.
Beschreiben Sie, was Sie im zweiten Teil des Experimentes machen.
Beschreiben Sie, was Sie im dritten Teil des Experimentes machen.
Nennen Sie den letzten Arbeitsschritt.
Nachdem Sie die Aufgaben schriftlich beantwortet haben, besprechen Sie die Lösungen mit Ihren Gruppenmitgliedern. Anschließend stellen Sie Ihrer Lehrerin oder Ihrem Lehrer die Lösungen vor und bekommen von ihm die Versuchsmaterialien.
Level B: Erdung: Wie werden geladene Körper wieder neutral? – Versuchsnachbereitung
Kompetenzbereich
Bewertung
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Lernfortschritt
LFS 1
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Materialien/Titel
Elektrostatik – Ladungsbewegung – Versuchsnachbereitung – Level B
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Physik
Ph04.01.06
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Kompetenz:
Ich kann die Ladungsverteilung auf leitenden und nichtleitenden Körpern beschreiben.
Ich kann beschreiben, wie ein geladener Körper von seiner Ladung befreit werden kann.
Ich kann den Begriff Influenz erklären.
Ich kann Rückschlüsse auf die Elektronenbewegung ziehen.
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LernPROJEKT
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LernTHEMA
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LernSCHRITT
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Hauptbezug:
Ich kann Auswirkungen physikalischer Sachverhalte nennen.
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Weitere Bezüge:
Ich kann einfache physikalische Experimente nach Anleitung durchführen und auswerten.
| Aufgaben:
Bevor Sie Ihr Experiment protokollieren beantworten Sie alleine schriftlich die folgenden Fragen zum Experiment:
Nennen Sie die Ladungsarten der beiden Stäbe.
Nennen Sie die Reaktion, die das Elektroskop beim Abstreifen eines Stabes zeigt.
Nennen Sie die Reaktion, die das Elektroskop beim Berühren mit einem Finger zeigt.
Beschreiben Sie, was mit der Ladung im Elektroskop passiert, wenn Sie das Elektroskop mit dem Finger berühren.
Nennen Sie die Reaktion, die das Elektroskop beim Abstreifen eines Stabes, der vorher den anderen berührt hat, zeigt.
Nennen Sie die Reaktion, die das Elektroskop beim Abstreifen der beiden Stäbe nacheinander zeigt.
Protokollieren Sie das Experiment. Gliedern Sie Ihr Protokoll nach den folgenden Punkten.
Benötigtes Material:
Versuchsaufbau (Skizze):
Versuchsdurchführung:
Beobachtungen:
Ergebnis: Werden Sie hier ganz allgemein. Was passiert mit den Elektronen? Wie wird ein geladener Stab wieder neutralisiert?
Nachdem Sie die Aufgaben schriftlich beantwortet haben, besprechen Sie die Lösungen mit Ihren Gruppenmitgliedern. Anschließend erstellen Sie gemeinsam ein Infoplakat für Ihre Mitschülerinnen und Mitschüler. Überlegen Sie sich, wie Sie das Ergebnis des Experimentes den Mitschülerinnen und Mitschülern am besten präsentieren können.
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