SCHNELL GEFORSCHT: Wasserrutsche am Berg

Wasser fließt immer entlang eines Gefälles. Das wissen wir wohl alle. Eine minimal Schräge reicht aus, dass sich das Wasser über diese Schräge hin zum tiefsten Punkt bewegt. Aber hast Du schon mal gesehen, dass Wasser auch einen Berg hinauf fließen kann? Nicht? Dann habe ich heute ein lustiges Experiment für Dich: Wie bekommst Du das Wasser aus dem oberen ins untere Glas?

Forschen für Kinder Versuchsauffbau Wasserrutsche
Ein Wasserglas „oben am Berg“ & ein Wasserglas „unten im Tal“…! Das Wasser soll ins untere Glas rutschen. Ob das gelingt?

Was wir benötigen: 2 Gläser, Knicktrinkhalm, 1 Schale, Wasser

Was zu tun ist: Wir stellen die Schale auf den Kopf & eines der Gläser darauf. Dieses Glas füllen wir mit Wasser. Neben die Schale stellen wir das zweite Glas, das kein Wasser enthält. Über einen Knicktrinkhalm werden die beiden Gläser miteinander verbunden. Das Wasser muss vom oberen ins untere Glas gebracht werden.

Was musst Du tun, damit das klappt? Dass es wirklich funktioniert siehst Du übrigens in diesem Film.

Was wir herausgefunden haben: Durch leichtes Saugen am unteren Ende des Trinkhalms werden die Wasserteilchen aus dem oberen Glas in Bewegung versetzt. Dazu müssen sie sich zunächst „bergauf“ bewegen, bevor sie über die lange Trinkhalmrutsche ins untere Glas wandern können. Bei diesem Versuch musst Du darauf achten, dass sich Dein Trinkhalmende tiefer befindet, als die Trinkhalmöffnung im gefüllten Wasserglas…sonst läuft das Wasser wieder ins Glas zurück.

Wasser ist schwerer als Luft & wandert daher immer an den tiefsten Punkt, den es erreichen kann. Die Wasserteilchen halten sich dabei fest & fließen gemeinsam durch den Trinkhalm. Saugt man das Wasser in den Trinkhalm, fließt das Wasser durch den gesamten Trinkhalm ins untere Glas. Das Wasser verhält sich wie eine Perlenkette: wenn der größte Teil der Kette nach unten fällt, zieht sie einen kürzeren Teil immer hinter sich her…auch einen „Berg hinauf“.

Die Stecke „den Berg hinauf“ muss dabei aber kürzer sein, als die Strecke „in der Wasserrutsche nach unten“. Dadurch kann das Bergabwasser die anderen Wasserteilchen „bergauf“ ziehen.

Viel Freude auch wieder mit diesem Experiment.
Deine Andrea

SCHNELL GEFORSCHT: Plastiktütenmikado

Lust, ein lustiges Forscherspiel auszuprobieren? Vielleicht hast Du ja Lust. Schau mal:

Das ist…fast…alles, was Du brauchst: eine Plastiktüte mit Wasser gefüllt.
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Gegen die Langeweile: Wie stark ist die Schale eines Hühnereis

Frohe Ostern!
Wann, wenn nicht zu Ostern, gibt es reichlich Eier im Haus? Genau der richtige Zeitpunkt also, für ein Experiment mit Eiern. Na los, ich lade Dich heute herzlich ein, die Stärke von Eierschalen selber zu testen. Bist Du dabei?

Lastenei. Wie viel hält die Schale aus?
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SCHNELL GEFORSCHT: Kräftemessen mit einem Ei

Langsam aber sicher nähern wir uns dem Osterfest. Zeit also, dass ich Dir auf meinem Blog ein paar Ei-Experimente zeige. Heute starte ich mit einem, das unter der Rubrik schnell geforscht genau richtig ist.

Was wir benötigen: 1 unversehrtes, rohes Ei; durchsichtige Plastiktüte (zum Schutz)

Forschen für Kinder Experiment mit Ei Kräftemessen Ei zerdrücken
Bist Du bereit? Los geht’s mit dem Kräftemessen.

Was zu tun ist: Falls Du Schmuck an der Hand trägst, sollte der für dieses Experiment abgelegt werden. Um eine Schweinerei daheim zu vermeiden, kannst Du das Ei gerne in eine Plastiktüte packen & das Experiment in der oder durch die Tüte ausprobieren oder Du testest Deine Kraft im Freien.

Jetzt geht’s aber los: Nimm Dein Ei, dessen Schale keinerlei Beschäftigung haben darf, in Deine Hand. Fang mit Deiner schwächeren Hand an. Lege alle Finger gleichmäßig um das Ei & versuche, es mit Deiner ganzen Kraft zu zerdrücken.

Hat es geklappt, das Ei kaputt zu bekommen? Wenn nicht, nimmst Du das Ei nun in Deine stärkere Hand & versuchst, es erneut.

Was wir herausgefunden haben: Die Schale eines rohen Eis ist sehr stabil. Mit ziemlicher Sicherheit sage ich voraus, dass Du das Ei nicht zerdrücken konntest; es sei denn, Du hast einen Haarriss in der Schale übersehen oder den Ring nicht vom Finger genommen. Weder Erwachsene, noch Kinder schaffen es, die Schale eines rohen Eis mit gleichmäßigem Druck einer Hand zu verletzen oder gar zu zerstören.
Das Geheimnis der Stabilität der Eischale liegt in der Form versteckt. Druck, der auf das ovale Ei ausgeübt wird, wird gleichmäßig in alle Richtungen abgeleitet. Außerdem besteht die Schale aus stabilem Kalk, das von weichen Zwischenschichten durchzogen ist, die den Druck Deiner Hand quasi abpuffern.

Auch das Innere des Eis hilft dabei, dass die Eischale heile bleibt: das rohe Ei besteht in seinem Inneren aus Flüssigkeiten. Diese können sich zwar an jede Form anpassen, lassen sich aber nicht zusammendrücken. Sie sind nicht komprimierbar. Übst Du Druck auf Flüssigkeit aus, wird dieser gleichmäßig über die Flüssigkeit verteilt & übt zudem noch einen Gegendruck aus.

Natürlich kann die Schale des Eis auch kaputt gehen – andernfalls würden die Küken wohl nicht schlüpfen: Übst Du keinen gleich bleibenden Druck auf das Ei aus, sondern stößt es kurz & hart gegen eine Kante, die Tischplatte oder auch ein anderes Ei, dann geht die Schale kaputt.
In der Natur wird die Eischale übrigens mit dem Wachstum des Küken immer dünner & es wird somit leichter für das Küken, durch das Schlagen mit seinem Schnabel die Schale zu öffnen.

Forschen für Kinder Zeichnung Küken auf goldenem Ei Ostern
…ob das goldenen Ei wohl heile bleibt?

Mit einem einheitlichen Druck kannst Du die Eischale übrigens kaputt machen, wenn das Ei zuvor gekocht wurde, oder die Schale des rohen Ei eine Macke hat. Das kannst Du natürlich auch mal ausprobieren…!
Viel Freude beim Kräftemessen & lass mich wissen, ob Du stärker warst. Über einen Kommentar von Dir freue ich mich.
Deine Andrea

So geht’s: Thermometer.

Heiß & kalt sind Empfindungen, die wir Menschen sehr individuell beschreiben. Was für die erste Person noch kalt ist, mag für eine zweite Person schon warm sein; was für den einen wiederum heiß ist, mag für die andere noch angenehm warm sein.

Bei der Bestimmung der Temperatur können wir uns also nicht auf das Empfinden von Personen verlassen, sondern benötigen dabei technische Unterstützung. Bis zur Entwicklung eines Thermometers, wie wir es heute kennen, haben viele Wissenschaftler sich dieser Frage gewidmet. Darunter gab es einige Forschergrößen wie Gallileo Gallilei (frühes 17. Jhd.), Daniel Gabriel Fahrenheit (frühes 18. Jhd.) oder auch Anders Celsius (Mitte des 18. Jhd.), die sich mit der Entwicklung eines Temperaturmessgerätes beschäftigt haben.

Ein fertiges Thermometer. Mit Hilfe von Wasser wird die Umgebungstemperatur gemessen.
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SCHNELL GEFORSCHT: Verrückter Forscherbrei

Heute habe ich ein lustiges Experiment für Dich, das richtig passend zum 1. April ist. Aber nein, es handelt sich hierbei nicht um einen Aprilscherz. Auch, wenn das, was Du damit erleben kannst, genau daran erinnern mag.

Was wir benötigen: Schüssel, Stärke (Mondamin o. Maisstärke), Wasser, Löffel

Was zu tun ist: Im Verhältnis von ca. 3 Teilen Pulver & 2 Teilen Wasser verrührst Du die Stärke mit dem Wasser. Natürlich kannst Du auch frei ausprobieren, wie Dir der Brei am besten gefällt. Du hast ein gutes Mischverhältnis angerührt, wenn sich der Brei leicht cremig anfühlt. Tauche nun mit einem Löffel oder Deiner Hand in den Brei hinein. Einmal ganz langsam & ein nächstes Mal schnell & fest. Versuche, aus dem Brei eine Kugel zu formen & zeige sie Deinen Forscherkollegen. Klappt das?

Was passiert ist: Wenn Du versuchst, schnell mit der Hand oder einem Gegenstand, wie dem Löffel, in den Stärkebrei zu tauchen, prallt die Hand ab & der Brei ist fest & hart.
Bewegst Du die Hand aber langsam in den Brei hinein, klappt das problemlos & die Hand gleitet langsam in den Brei hinein.

Ist es jetzt eine Flüssigkeit oder ein Feststoff? Finde es heraus?

Was wir herausgefunden haben: Unser Stärkebrei ist ein Gemisch aus Wasser (Flüssigkeit) & Stärke (Feststoff). Beide gehen keine chemische Verbindung miteinander ein. Der pulverige Feststoff löst sich nicht im Wasser auf, so dass wir von einem heterogenen Gemisch oder einer nicht-newtonschen Flüssigkeit sprechen.

Solche Flüssigkeiten/ Gemische haben keine konstante Zähflüssigkeit (Viskosität), sondern verhalten sich abhängig von der einwirkenden Kraft mal wie eine Flüssigkeit (langsames Eintauchen Deiner Hand) & mal wie ein Feststoff (schnelles Eintauchen Deiner Hand).

In unserem Experiment sind die Stärketeilchen mit Wasser umgeben, was die Zähflüssigkeit des Gemisches erhält & ein leichtes Eintauchen ermöglicht, wenn wir mit wenig Kraft eintauchen.
Schlagen wir schnell & fest auf das Gemisch ein, werden die Wasserteilchen verdrängt, was dazu führt, dass die Stärketeilchen sich wie ein Feststoff verhalten & eine stabile Oberfläche bilden.

Du weißt nun, wieso der verrückte Brei wie ein naturwissenschaftlicher Aprilscherz wirken kann. Da kannst Du doch sicherlich jemanden mit in den April schicken. Hab viel Freude beim Ausprobieren.
Deine Andrea

SCHNELL GEFORSCHT: Regenmacher

Heute habe ich mal wieder ein schnelles Experiment für Dich. Dieses Mal ist es ein Experiment mit & über das spannende Element Wasser. Wir wollen uns den Regen in die Wohnung holen. Bist Du dabei?

Was wir benötigen: Wasserkocher, 2 Gläser für heißes & kaltes Wasser, großes Glas mit Deckel, Metalllöffel, Schutzbrillen, Deospray

Was zu tun ist: Wir erhitzen Wasser mit dem Wasserkocher. Dabei beobachten wir mit allen Sinnen, was passiert: wir hören auf die Geräusche, wir schauen ob sich etwas verändert. Wenn das Wasser im Kocher erhitzt ist, füllen wir dieses in ein stabiles Glas & betrachten, was im Glas passiert. In ein zweites Glas füllen wir kaltes Wasser. Wir betrachten, ob wir Unterschiede zwischen den beiden Gläsern mit heißem bzw. kaltem Wasser erkennen können. Wir fühlen mit unseren Händen über beide Glasöffnungen.
In einem zweiten Teil des Experimentes sprühen wir kurz mit dem Deospray in das Deckelglas hinein (das dient allein dazu, das Experiment schneller & klarer ablaufen zu lassen). Dann füllen wir das heiße Wasser hinterher, dass ca. 1/3 des Glases mit Wasser gefüllt ist & verschließen das Glas mit einem Deckel. Nun betrachten wir das Glas ganz genau.

Forschen für Kinder Regenmacher im Deckelglas
Wolken im Deckelglas. Der Wasserdampf ist als weißer Qualm im Glas erkennbar. Mit der Zeit sehen wir kleine Wassertropfen. Irgendwann rinnen größere Tropfen das Glas entlang nach unten.

Was passiert ist: Das Wasser im Wasserkocher beginnt nach einiger Zeit, lauter zu werden. Irgendwann steigt Dampf aus dem Kocher hinauf.
Im Glas mit kaltem Wasser, befindet sich das Wasser am Boden des Glases. Es ist keine Bewegung über der Öffnung des Glases zu spüren & das Wasser verbleibt ruhig im Glas. Im Glas mit der heißen Flüssigkeit, sehen wir im Wasser kleinen Blasen & Dampf aufsteigen. Die Innenseite des Glases beschlägt. Mit der Zeit können wir kleine Wassertropfen erkennen, die wieder etwas später immer dicker werden & am Rand des Glases hinabrinnen.

Was wir herausgefunden haben: Wasserteilchen bewegen sich miteinander verbunden & fließen in flüssiger Form aus einem Gefäß ins Glas. Wird Wasser erhitzt, bewegen sich auch die Wasserteilchen schneller. Sie benötigen mehr Platz & bewegen sich einzeln als Wasserdampf weiter. In unserem Wasserkocher bzw. Glas mit heißem Wasser können wir diese Bewegung als aufsteigende Gasblasen beobachten: wir können die Bewegung als lauter werdendes Rauschen hören & als blubbernde Gasblase sehen. Sobald das Wasser als Dampf aus dem flüssigen Wasser aufgestiegen ist, können wir es nicht mehr direkt beobachten. Allerdings ist die Umgebungsluft kälter, als das erhitzte Wasser. Hier kühlen die Wasserteilchen wieder ab & wandeln sich zurück zu Wassertropfen. Diese können wir als kleine Wolke oberhalb des Gefäßes bzw. als Wassertropfen an der Innenseite des Glases sehen.

Wo spielt dieses Verhalten des Wassers in der Natur eine Rolle?
Die Sonne ist für die Erde eine Hitzequelle. Ähnlich wie der Wasserkocher kann die Sonne Wasser erwärmen. Je stärker die Sonne scheint, umso mehr Wasser wechselt in den dampfigen Zustand. Wasserdampf ist leicht & steigt als Wassergas in die Luft der Erdatmosphäre auf. Dort kühlt das gasförmige Wasser wieder ab & wechselt in den flüssigen Zustand zurück: es bilden sich Wassertropfen, die wir als Wolken sehen können. Je mehr Wasserteilchen sich in einer Wolke zusammen finden, umso dicker wächst sie an.
Weiße Wolken bestehen aus wenigen Wassertropfen, das Sonnenlicht kann noch gut durch die Wolke hindurch scheinen & wir sehen sie weiß am Himmel fliegen. Sammeln sich aber mehr Wasserteilchen in einer Wolke, wird diese immer dicker & das Sonnenlicht kommt immer schwerer hindurch. Solche Wolken wirken dann grau bis dunkel.
Sobald die Wasserteilchen zu schwer werden & nicht mehr in der Wolke gehalten werden können, fallen die Wasserteilchen als Niederschlag zur Erde: abhängig von der Umgebungstemperatur fallen die Wasserteilchen als Regen, Hagel oder Schnee hinab.

Zeit, dass Du Dir ein wenig Wolken & Regen bei Dir daheim zauberst. Viel Spaß beim Beobachten & Verstehen.
Deine Andrea

Ab in die Luft: Flugzeugbau

Eines meiner liebsten Kinderbücher ist das Buch Lindbergh – Die abenteuerliche Geschichte einer fliegenden Maus, das von Torben Kuhlmann geschrieben & illustriert wurde. Dieses Buch hat mich dazu inspiriert, mit meinen Forscherkids ein paar Flugzeugvariaten auszuprobieren.
Zur Zeit träumen sicherlich viele von uns davon, in ein Flugzeug zu steigen & einen schönen Ort zu besuchen. Das ist leider in der aktuellen „Corona-Ausgangsbeschränkung“ nicht möglich. Deshalb holen wir uns einfach ein lsutigest Flugobjekt nach Hause. Bist Du dabei?

Weißt Du, was nötig ist, um in luftige Höhe zu gelangen? …um zumindest für kurze Zeit zu fliegen?

Forschen für Kinder Flugzeug Doppeldecker aus Holzstäben und Wäscheklammer
Hübsches Holzflugzeug, das zum Fliegen allerdings nicht geeignet ist. Warum wohl?

Mit unterschiedlichen Materialien haben wir daher Flugzeuge gebaut, die besser oder schlechtere Flugkünste besaßen. Nach mehreren Versuchen haben wir aber ein Flugzeug gebaut, das wirklich toll geflogen ist & sogar eine Variation der Flugfähigkeit erlaubt. Dieses möchte ich Dir heute vorstellen & Dich einladen, es bei Dir daheim nachzubauen.

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SCHNELL GEFORSCHT: Papierhelikopter

Was wir benötigen: Vordruck Papierhelikopter, Stifte, Schere, 3x Büroklammern

Was zu tun ist: Hast Du die Vorlage des Papierhelikopters bereits ausgedruckt? Dann kannst Du damit beginnen, Dein Fluggerät zu bemalen. Danach schneidest Du es aus & versuchst, Dein Papier zum fliegenden Helikopter zu bringen.

Bist Du zufrieden? Was fehlt, um den Fall zum Boden zu verlängern? Wie können uns die Büroklammern dabei helfen? Probiere es aus.

Falls Du Hilfe brauchst, folgt jetzt eine Beschreibung, was zu tun ist, damit der Papierhelikopter auch tatsächlich zu einem Flugobjekt wird: Wenn Du die äußere Umrandung des Fliegers ausgeschnitten hast, schneidest Du die fein gestrichelte Linie zwischen den Flügeln ein. Einen Flügel knickst Du nach vorne. Den zweiten Flügel knickst Du nach hinten weg. Wie ist das Flugverhalten nun?
Weiter geht es mit den beiden ca. 1 cm kurzen, fein gestrichelten Linien unterhalb des Forschen für Kinder-Forschers. Schneide auch diese entlang der Linie ein. Die beiden langen Seiten des Papiers werden nun an den gestrichelten Längslinien entlang nach hinten geknickt. Setze einen weiteren Testflug an. Immer noch ausbaufähig?
Knicke das untere Ende des Fliegers an der gestrichelten Linie noch einmal nach hinten. Um dieses Papierstück zu befestigen, kannst Du die Büroklammern genau hier anbringen. Teste gerne, ob es einen Unterschied macht, wie viele Büroklammern Du anbringst.

Was wir herausgefunden haben: Wenn Du Deinen Papierhelikopter in die Höhe wirst, geht er nach einem kurzen Sturzflug in eine spiral- und schraubenförmige Drehbewegung über. Die Schwerkraft sorgt dafür, dass der Helikopter zu Boden fällt. Dabei wird das freie Drehen des Flugkörpers durch den Luftstrom erzeugt, eine sogenannte Autorotation. Durch diese Drehung wird ein leichter Auftrieb verursacht. Auf diese Weise schwebt der Papierhelikopter langsamer zu Boden & kann eine weite Flugstrecke überwinden.
Die Autorotation kennen wir nicht nur von einem Helikopter, sondern auch von sogenannten Flügelfrüchten. Diese finden wir bei Baumarten wie Ahorn, Linde oder Esche. Das Prinzip der Autorotation, das freie Drehen eines Flugkörpers, wird durch einen Luftstrom erzeugt. Dabei stellt der Kern/Samen der Frucht bzw. unsere Büroklammer den schwersten Punkt dar, weshalb dieser Teil der Frucht bzw. des Papierhelikopters den tiefsten Punkt darstellt.

Forschen für Kinder Papierhelikopter mit zwei Flugsamen von Ahorn und Linde
Papierhelikopter & Samen von Linde & Ahorn: alle drei werden in Autorotation versetzt.

Fertig. Jetzt bist Du dran: viel Freude mit Deinem persönlichen Fluggerät…es eignet sich übrigens auch hervorragend für Flugtests im Innenraum.
Fliegende Forschergrüße,
Deine Andrea

SCHNELL GEFORSCHT: Musizieren mit Trinkhalm

Heute gibt es unter der Rubrik SCHNELL GEFORSCHT noch einmal ein wenig Musik für Dich. Auch dieses Mal brauchst Du nicht viel & hast sicherlich alles daheim. Viel Spaß mit diesem schnellen Experiment für daheim:

In diesem Bild wird gezeigt, wie aus einem Trinkhalm ein Musikinstrument wird. Dazu nimmt man den Trinkhalm in die Hand & schneidet an einem Ende die Spitzen so ab, dass ein Dreieck mit einer Spitze verfügbar ist.
So geht’s: an einem Ende des Trinkhalmes
schneidest Du eine Spitze heraus.

Was wir benötigen: 2 Trinkhalme, Schere

Was zu tun ist: Du nimmst Deinen Trinkhalm in die Hand & quetschst ein Ende zwischen Deinen Fingern zusammen, wie Du es auf dem Bild oben siehst. Nun schneidest Du mit der Schere zwei schräge Schnitte von der Seite des Trinkhalms zur Mitte der Öffnung. Dadurch entsteht ein spitzes Dreieck an dem beschnittenen Ende des Trinkhalmes. Schon ist Dein Instrument fertig.

Nun nimmst Du diese spitze Seite des Trinkhalmes in den Mund & presst die Lippen zusammen. Gleichzeitig pustest Du kräftig Luft durch den Trinkhalm hindurch.

Es lohnt sich, wenn Du das Ende des Trinkhalmes in Deinem Mund vor & zurück schiebst, ein wenig mit der Stärke spielst, mit der Du den Trinkhalm zusammen drückst oder mal mehr & mal etwas weniger Luft durch die Plastikröhre hindurchzupusten. Es kommt der Moment, an dem stimmt die Luftmenge, die Position des Trinkhalmes in Deinem Mund oder auch der Druck, mit dem Du Deine Lippen auf den Trinkhalm drückst & Du hörst einen zauberhaften Quak…ähm…ich meine Ton.

Wenn Du nichts hörst, dann darfst Du jetzt ein wenig ausprobieren. Das ist gar nicht so einfach, mit diesem Instrument einen Ton zu erzeugen…also sei geduldig & neugierig. Das quakende Musikerlebnis lohnt sich nämlich.

Was wir herausgefunden haben: Schallwellen entstehen, wenn Gegenstände zu schwingen beginnen. Im Freien hören wir die Blätter am Baum rascheln, die der Wind durchpustet; an manchen vorstehenden Röhren – Regenrinnen, Laternenmaste – hören wir ein lautes Pfeifen,…u.v.m..
Schneidet Du Deinen Trinkhalm an einer Seite spitz an, kannst Du den Kunststoff in Schwingung versetzen. Triffst Du die richtige Position beim Hineinpusten, erzeugt die Luft ein quakendes Geräusch, wenn Deine Luft den Trinkhalm in Schwingung versetzt. Das ist nicht möglich, wenn man einen herkömmlichen, nicht veränderten Trinkhalm verwendet. Es können richtig schöne Töne entstehen…und wenn Du ein Konzert mit der ganzen Familie veranstalten willst, dann erhält jedes Mitglied eine eigene Trinkhalmflöte…mal kürzer mal länger…denn die Länge hat Einfluss auf den Ton, der aus der Flöte klingt.
Jüngeren Forschern fällt es oft schwer, den Trinkhalm in Schwingung zu versetzen. Es bedarf einiger Übung, um die Töne laut aus dem Trinkhalm quaken zu lassen.

Zur Unterstützung habe ich Dir ein kleines Video vorbereitet, in dem Du sehen kannst, wie Du Deine Flöte zu einem richtigen Klangzauberer machst.
Dir wünsche ich wieder viel Freude beim Ausprobieren…und wenn es bei Dir geklappt hat oder Du mir verraten möchtest, wie Dir das Experiment mit dem quakenden Trinkhalm gefallen hat, freue ich mich über einen Kommentar von Dir.
Deine Andrea