Rutschen, Schaukeln, Wippen - Physikunterricht auf dem Spielplatz
Die Physik untersucht die grundlegenden Phänomene in der Natur und beschäftigt sich mit den Themen wie Mechanik, Elektrizitätslehre, Wärmelehre, Optik und Atomphysik. Am 12. April, dem ersten warmen Frühlingstag, fand für die Klassen 7c und 10aaußerschulisches Lernen auf dem benachbarten Spielplatz am Vogelstangsee statt. Es ging dabei um das lebendige Erfahren von Energieumwandlungen auf verschiedenen Spielgeräten.Die Physik auf dem Spielplatz unterliegt den Gesetzen der Mechanik.
Direkt an der Schaukel wurde gemeinsam besprochen, welche Energieformen es beim Schaukeln gibt und wie sie ineinander umgewandelt werden. Auf dem Foto halten die Schüler passend dazu Plankarten mit den entsprechenden physikalischen Fachbegriffen in den Händen. Am höchsten Punkt besitzt ein schaukelnder Schüler maximale Lageenergie, jedoch keine Bewegungsenergie. Am tiefsten Punkt besitzt der Schüler hingegen maximale Bewegungsenergie und minimale Lageenergie. Die Lageenergie wurde in Bewegungsenergie umgewandelt. Auf dem Weg der schaukelnden Person nach oben wird die Bewegungsenergie wieder in Lageenergie umgewandelt.Je weiter die Schaukel ausgelenkt wird, umso mehr potentielle Energie erhält sie, beim Loslassen wird die potentielle Energie in Bewegungsenergie (die Schaukel wird immer schneller) umgewandelt.
An der Rutsche wurden ebenfalls Begriffskarten mit den Energieformen angeheftet und es wurde besprochen, wie die Energieumwandlung dort stattfindet. Eine Person oben auf der Rutsche hat maximale Lageenergie, die dann beim Hinunterrutschen in Bewegungsenergie umgewandelt wird. Das heißt, dass die Lageenergie abnimmt, dafür die Bewegungsenergie zunimmt. Ist der Schüler unten auf dem Boden angekommen, so ist die Lageenergie auf ein Minimum abgesunken.Je höher die Rutsche, desto schneller wird die Person beim Rutschen, allerdings bremst die Reibung zwischen Hose und Rutsche die Bewegung. Es gilt zwar Energieerhaltung, aber Bewegungsenergie wird durch Reibung in Wärme umgewandelt, die „verloren“ geht. Im Schwimmbad wird durch das Wasser auf der Rutsche die Reibung verringert.
Die Wippe ist ein zweiseitiger Hebel. Bei ihr kommt es nicht nur darauf an, wie schwer die Personen sind, die auf ihr sitzen, sondern welchen Abstand sie von der Mitte haben. Weiterhin spielt es eine Rolle, wie groß die Reibungskräfte bei der Drehachse sind.
Mit diesem Wissen im Hinterkopf sollten die Schüler selbst schaukeln,rutschen und wippen, damit die physikalischen Gesetzmäßigkeiten selbst körperlich erspürt und bewusst wahrgenommen werden. Die seit Kindesbeinen auf dem Spielplatz so selbstverständlichen ausgeführten Aktivitäten an den Spielgeräten wurden vor dem Hintergrund der physikalischen Wirkungsmechanismen für die Schüler zu einem echten Aha-Erlebnis.