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Wheels & Axles
Zahnräder
Hintergrundinformation
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SCHLÜSSELBEGRIFFE und DEFINITIONEN für den Lehrer.
Das Alter der Schüler, ihre Fähigkeiten, ihre Vorkenntnisse und die Anforderungen des Lehrplans bestimmen, welche dieser
Begriffe und Definitionen Sie in ihrer Klasse vorstellen. Die Auflistung dieser Begriffe dient nicht als Liste für die Schüler,
die sie kopieren und auswendig lernen sollen. Sie sollte vielmehr zur Formalisierung und Verdeutlichung von Begrifflichkeiten
herangezogen werden, passend zu den Erforschungen der Schüler.
Einfache Maschine:
Eine einfache Vorrichtung, die Arbeit erleichtert und den Menschen entlastet. Die meisten einfachen Maschinen haben nur
eine bewegliche Komponente. Einfache Maschinen erleichtern die Arbeit, in dem sie den Weg ändern, wie die Arbeit verrichtet
wird. Sie reduzieren nicht das Ausmaß der Arbeit, sie übernehmen nur die Aufgabe.
Kraft:
Jede Art von Drücken oder Ziehen gegen oder an einem Objekt.
Energie:
Die Kraft, die benötigt wird, um ein Teil einer einfachen Maschine zu bewegen. (z.B. die Kraft, die benötigt wird, eine Arbeit
zu verrichten). Die Kraft, die auf eine einfache Maschine einwirkt nennt man Energie.
Widerstand:
Die Gegenkraft, die von dem Objekt/Körper ausgeht, an dem Arbeit verrichtet werden soll; sie arbeitet gegen die Energie.
Arbeit:
In der Wissenschaft/Physik entspricht Arbeit (engl. Work) der Energie, die durch eine Kraft entlang eines Weges auf einen
Körper (Objekt) übertragen wird. Es kann wie folgt definiert werden:
W = F x s
W = Arbeit
F = die Kraft
s = der Weg/die Strecke
ANMERKUNG: Wenn der Körper nicht bewegt wurde, wurde die Arbeit nicht verrichtet.
Zahnrad:
Ein Rad mit Zähnen an seinem äußeren Rand (Umfang).
Zahnrad-Getriebe:
Zwei oder mehr Zahnräder, deren Zähne ineinandergreifen, bilden ein Zahnrad-Getriebe. Wenn sich ein Zahnrad dreht, drücken
seine Zähne gegen das angrenzende Zahnrad und lassen so das zweite Zahnrad in die andere Richtung drehen.
ZIELE:
Ihre Schüler werden:
1. Die Eigenschaften von Zahnradgetrieben untersuchen und verstehen, wie sie funktionieren.
2. Das Verhältnis zwischen den einzelnen Teilen eines Zahnradgetriebes beschreiben.
3. Verschiedene Arten von Zahnradgetrieben bauen und ihre Funktion demonstrieren.
4. Verstehen, welchen Einfluss die unterschiedlichen Zahnradgrößen auf Geschwindigkeit und
Kraft haben.
5. Erkennen, wie sich eine Drehbewegung mit Hilfe von verschiedenen Zahnradgetrieben in eine
Linearbewegung wandelt.
6. Erkennen, welchen Einfluss ein Zahnradgetriebe im Hinblick auf Kraft, Weg, Geschwindigkeit und
Richtung auf Arbeit hat.
7. Objekte/Werkzeuge hinsichtlich ihrer Anwendung als Zahnradgetriebe analysieren.
EINFÜHRUNG EINFACHE MASCHINEN
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