Gleichgewichtsprinzip

Balance Principle

Heimat- und Sachunterricht Klasse 4 15 Aufgaben
TechnikPhysikGleichgewicht

Wippe, Balkenwaage, Mobile: Die Kinder bauen Balancegeräte und finden heraus, dass ein leichtes Kind weiter außen ein schweres weiter innen aufwiegt — Gewicht und Abstand zum Drehpunkt wirken zusammen. Das Stehaufmännchen zeigt den tiefen Schwerpunkt. Bereitet das Hebelgesetz und Kräfte im Gleichgewicht in Physik 8 vor.

Voraussetzungen (1)

Brueckenmodelle und Stabilitaet
Klasse 3
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Leicht
Multiple Choice #1 10s ▶ Testen

Wann ist eine Wippe im Gleichgewicht?

  • ○ Wenn nur ein Kind sitzt
  • ● Wenn beide Seiten gleich schwer belastet sind
  • ○ Wenn sie kaputt ist
  • ○ Wenn sie sich dreht
Eine Wippe ist im Gleichgewicht, wenn auf beiden Seiten gleich viel Gewicht liegt. Dann steht sie waagerecht.
Wahr / Falsch #2 10s ▶ Testen

Ein Gegenstand ist im Gleichgewicht, wenn er nicht umfaellt oder kippt.

✓ Wahr
Richtig! Im Gleichgewicht bleibt ein Gegenstand in seiner Position, ohne umzufallen oder zur Seite zu kippen.
Lückentext #3 10s ▶ Testen

Der Punkt, an dem ein Gegenstand balanciert, heisst ___.

✓ Antwort: Schwerpunkt
Der Schwerpunkt ist der Punkt, an dem sich das Gewicht eines Koerpers gleichmaessig verteilt. Dort kann man ihn balancieren.
Multiple Choice #4 15s ▶ Testen

Was passiert, wenn man auf einer Wippe weiter nach aussen rutscht?

  • ○ Die Wippe wird leichter
  • ● Man hat mehr Hebelwirkung und kann eine schwerere Person auf der anderen Seite heben
  • ○ Nichts veraendert sich
  • ○ Die Wippe bricht
Je weiter man vom Drehpunkt entfernt sitzt, desto staerker ist die Hebelwirkung. So kann ein leichteres Kind ein schwereres hochdruecken.
Wahr / Falsch #5 10s ▶ Testen

Ein Stehaufmaennchen kehrt immer in seine aufrechte Position zurueck.

✓ Wahr
Richtig! Ein Stehaufmaennchen hat seinen Schwerpunkt ganz unten. Deshalb richtet es sich immer wieder auf, egal wie man es kippt.
Mittel
Sortieren #1 25s ▶ Testen

Ordne die Schritte beim Bau einer Balancewaage.

✓ Antwort: Einen stabilen Drehpunkt (Stab) aufstellen,Einen Querbalken darauf legen,Auf beiden Seiten Schalen befestigen,Pruefen, ob die Waage im Gleichgewicht ist
Eine Balancewaage braucht einen Drehpunkt, einen Balken und zwei Schalen. Dann muss man pruefen, ob sie ohne Gewichte im Gleichgewicht steht.
Multiple Choice #2 15s ▶ Testen

Ein Artist balanciert auf einem Hochseil. Womit faellt ihm das Balancieren am leichtesten?

  • ○ Mit einer kurzen, schweren Stange
  • ● Mit einer langen, schweren Stange
  • ○ Ohne Stange, mit freien Haenden
Eine lange, schwere Stange kippt nur langsam. So hat der Artist mehr Zeit, kleine Wackler auszugleichen. Eine kurze Stange hilft kaum. Haengen die Enden nach unten, liegt der Schwerpunkt ausserdem tiefer.
Lückentext #3 10s ▶ Testen

Bei einer Wippe ist der Drehpunkt in der ___.

✓ Antwort: Mitte
Der Drehpunkt einer Wippe liegt in der Mitte. Von dort aus verteilt sich das Gewicht auf beide Seiten.
Wahr / Falsch #4 10s ▶ Testen

Ein flacher, breiter Gegenstand steht stabiler als ein hoher, schmaler.

✓ Wahr
Richtig! Ein niedriger Schwerpunkt und eine breite Basis machen einen Gegenstand stabiler. Deshalb haben Pyramiden eine breite Grundflaeche.
Multiple Choice #5 25s ▶ Testen

Zwei Kinder sitzen auf einer Wippe. Kind A wiegt 30 kg und sitzt 2 Meter vom Drehpunkt entfernt. Kind B wiegt 20 kg. Wo muss Kind B sitzen, damit die Wippe im Gleichgewicht ist?

  • ○ 1 Meter vom Drehpunkt
  • ○ 2 Meter vom Drehpunkt
  • ● 3 Meter vom Drehpunkt
  • ○ 4 Meter vom Drehpunkt
Gleichgewicht: 30 kg x 2 m = 60. Kind B muss: 60 / 20 kg = 3 Meter vom Drehpunkt entfernt sitzen.
Sortieren #6 25s ▶ Testen

Ordne die Gegenstaende nach der Stabilitaet ihres Gleichgewichts (stabil bis instabil).

✓ Antwort: Pyramide,Wuerfel,Stehender Bleistift,Ball auf einer Spitze
Die Pyramide ist sehr stabil (breite Basis, niedriger Schwerpunkt). Der Wuerfel ist stabil, ein stehender Bleistift kippt leicht, ein Ball auf einer Spitze ist voellig instabil.
Schwer
Multiple Choice #1 15s ▶ Testen

Was ist ein Mobile?

  • ○ Ein Handy
  • ● Ein haengendes Kunstwerk, bei dem alle Teile im Gleichgewicht sind
  • ○ Ein Fahrzeug
  • ○ Ein Kartenspiel
Ein Mobile besteht aus Staeben und daran haengenden Figuren. Jeder Stab muss genau im Gleichgewicht sein, damit das Mobile gerade haengt.
Lückentext #2 15s ▶ Testen

Gewicht mal Abstand zum Drehpunkt nennt man das ___.

✓ Antwort: Drehmoment
Das Drehmoment bestimmt die Drehwirkung einer Kraft. Bei einer Wippe muss das Drehmoment auf beiden Seiten gleich sein fuer Gleichgewicht.
Wahr / Falsch #3 15s ▶ Testen

Beim Bau eines Mobiles muss man den Aufhaengepunkt jedes Stabes genau berechnen.

✓ Wahr
Richtig! Jeder Stab eines Mobiles muss an seinem Schwerpunkt aufgehaengt werden, damit er waagerecht bleibt. Das erfordert genaues Austarieren.
Multiple Choice #4 15s ▶ Testen

Paul steht auf einem Wackelbrett. Welche Haltung hilft ihm am meisten?

  • ○ Beine gestreckt, Arme am Koerper
  • ● Knie gebeugt, Arme seitlich ausgestreckt
  • ○ Auf Zehenspitzen, Arme nach oben
Gebeugte Knie senken den Schwerpunkt, das macht stabiler. Ausgestreckte Arme helfen, kleine Schwankungen schnell auszugleichen. Steif und hoch auf Zehenspitzen liegt der Schwerpunkt hoch – man kippt leichter.