Thema

Die Schülerinnen und Schüler sollen den Drehausleger aufbauen, justieren und dessen Eigenschaften untersuchen. Je größer die Paddel sind, desto höher ist der Luftwiderstand und desto geringer die Endgeschwindigkeit. Wenn das Gewicht des Antriebs vergrößert wird, erhöht sich die Maximalgeschwindigkeit.  

Zusätzlich kann auch das Kräftegleichgewicht zwischen der Gewichtskraft (Antrieb) mit Reibungskräften (Luftwiderstand) und den inneren Kräften thematisiert werden. Allerdings nur durch die Rotation mit der Winkelgeschwindigkeit und nicht, wie in Schulbüchern vorausgesetzt, mit der Geschwindigkeit einer linearen Bewegung.  Wenn mehr als eine Lage Faden auf der Spule liegt, ändert sich schon das Drehmoment, dass der Faden auf die Spule ausübt, was die Messwerte ungenauer macht. Im besten Fall liegt also nur eine Lage Faden auf der Spule und der Rest ist z.B. am Gewicht verstaut.  

Für die Untersuchung des Trägheitsmomentes können Gewichte an den Auslegern befestigt werden. Dann dauert es deutlich länger, bis die Maximalgeschwindigkeit erreicht wird.  

Außerdem kann der Abstand der Widerstandsplatten vom Mittelpunkt variiert werden. Man erhält so verschieden Geschwindigkeiten und unterschiedliche Reibungskräfte, die auch mit der Formel nachvollzogen werden können.  

Die Aufgaben sind für die Schülerinnen und Schüler sehr geschlossen gestellt. Offenere Aufgaben für mehr eigene Exploration sind möglich. So kann als Einstiegsfrage auch gestellt werden „Welche Parameter am Versuchsaufbau kannst du ändern?“ (Gewicht und Größe der Platten). Diese Parameter können dann weiter untersucht werden.