Der <q>sokratische Hubschrauber</q>

Führen Sie in Ihrem Team folgendes Rollen spiel auf:

Personen/Rollen:

der Frager
der Befragte

Requisiten

Hubschrauber
Fernbedienung
Feinwaage, USB-Kabel
Schuhkarton

Dialog:

Frager

Ich lasse jetzt den Hubschrauber fallen. Welche Aussage über den Impuls des Hubschraubers beim Fallen kann man machen?

Befragter

Der Impuls des Hubschraubers nimmt dabei unweigerlich zu. Er wird mit einer Endgeschwindigkeit auf dem Boden auftreffen ... und vermutlich kaputt gehen.

Frager

Impuls ist eine

mengenhafte Größe

, die weder vernichtet noch erzeugt werden kann. Wenn also in einem Körper der Impuls zunimmt, dann muss dieser Impuls von einem anderen Körper kommen. Willst du mir da zustimmen?

Befragter

Ja, selbstverständlich!

Frager

Von welchem anderen Körper kommt der Impuls des Hubschraubers, der diesem Hubschrauber beim Fallen unweigerlich zuströmt?

Befragter

Da die Erde für das Fallen verantwortlich ist, muss der Impuls, den der Hubschrauber so unweigerlich beim Fallen aufnimmt, von der Erde kommen.

Frager

Wir haben schon mehrfach deutlich betont, dass wir ausschließlich

Nahwirkungstheorien

verkünden wollen. Wenn der Impuls des Hubschraubers aus der Erde kommt, dann muss es einen

Vermittler

geben, der diesen Impuls aus der Erde dem Hubschrauber vermittelt. Wie nennen die Physiker diesen Vermittler?

Befragter

Dieser

Vermittler

wird Gravitationsfeld genannt. Jede Masse ist von einem Gravitationsfeld umgeben. Der Impuls des Hubschraubers fließt also aus dem Gravitationsfeld der Erde in den Hubschrauber.

Frager

Nun lasse ich den Hubschrauber nicht fallen - das würde ihn, wenn ich es mehrfach mache, eventuell zerstören -, sondern ich versetze ihn in einen Schwebeflug. Wo bleibt nun der Impuls aus dem Gravitationsfeld der Erde, der in den Hubschrauber hinein fließt?

Befragter

Im Schwebeflug überträgt der Hubschrauber genau soviel Impuls auf die Luft nach unten, wie ihm durch das Gravitationsfeld zufließt. Wenn die Rotorblätter genau so schnell drehen, dass der Impuls-Zufluss und der Impuls-Abfluss sich genau ausgleichen, genau dann bleibt der Impuls des Hubschraubers konstant und er schwebt an der gleichen Stelle.

Frager

Nun machen wir die Sache noch einfacher, wir stellen den Hubschrauber einfach auf den Tisch und schalten die Rotorblätter ab. Wo bleibt nun der Impuls, der durch das Gravitationsfeld dem Hubschrauber immer noch zufließt?

Experimente

Wie müsste man vorgehen, wenn man den Impulsübertrag auf die Luft im Schwebeflug des Hubschraubers abschätzen wollte? Sie haben ein Messerfassungssystem zur Verfügung ... welche Sensoren benötigen Sie?

Diskussion

Auf dem Tisch Hubschrauber ganz unterschiedlicher Bauart:

Hubschrauber mit Doppelrotor ohne Heckrotor
Hubschrauber mit Doppelrotor und Heckrotor
Hubschrauber mit Einfachrotor und Heckrotor

Diskutieren Sie in Ihrem Team die Funktionsweise dieser unterschiedlichen Typen

Download des gesamten Workshops 2

Workshop 2: Experiment - Messerfassung: Herunterladen [pdf] [1,2 MB]

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