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Rotationskraft der Erde

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Sie brauchen

  • Bastelkarton DIN A4
  • Lineal
  • Zirkel
  • Stift
  • Schere
  • Rundstab aus Holz, Durchmesser ca. 8 mm
  • Flüssigkleber/Klebestift

Planeten wie die Erde, Jupiter oder Saturn sind rund, aber keine perfekten Kugeln. An der Ober- und Unterseite (Pole) sind sie abgeflacht. Warum?

Alltagsbezug

Viele Kinder wissen schon, dass alle Planeten in unserem Sonnensystem beinahe in derselben Ebene liegen und vielleicht auch schon, dass sich alle in derselben Richtung um die Sonne drehen.

Versuchsüberblick

Mit diesem Experiment kann untersucht werden, dass die Rotationsbewegung eines Planeten so viel Kraft entwickelt, dass der Planet sich verformen kann.

Vorbereitung

Zuerst werden drei Kreise aus der Pappe ausgeschnitten. Zwei davon sollten 4 cm im Durchmesser sein, der dritte sollte 3 cm im Durchmesser sein. Die Kinder stechen ein Loch in einen der 4 cm-Kreise und ein Loch in den 3 cm-Kreis, so dass diese stramm auf den Rundstab passen und sich nicht leicht verschieben lassen. In den zweiten 4 cm-Kreis schneidet ihr ein Loch, so dass der Pappkreis locker auf dem Stab sitzt. Nun schneiden die Kinder 8 Steifen aus der Pappe aus. Hierzu werden die Streifen mit einem Lineal vorgezeichnet. Die Streifen sollen 1,25 cm breit und 30 cm lang sein.

Der Versuch beginnt

Als nächsten Schritt klebt ihr die ausgeschnittenen Pappstreifen mit einem Ende an den 4 cm-Kreis, der fest an dem Stab sitzt. Stülpt diesen nun über den Rundstock und klebt ihn etwa 3 cm vom oberen Ende entfernt fest. Jetzt nehmt ihr den 3 cm-Kreis, stülpt auch ihn über den Stab und klebt ihn ca. 15 cm vom oberen Kreis entfernt fest. Nun nehmt ihr den letzten 4 cm-Kreis mit dem größeren Loch stülpt ihn auch über den Stab und klebt die noch freien Enden der Pappstreifen daran fest, so wie ihr es oben gemacht habt. Vergewissert euch dass der untere Kreis sich frei an dem Stab bewegen kann. Durch das Zusammenkleben erhaltet ihr eine Streifenkugel. Nun seid ihr bereit herauszufinden, was mit einem nicht festen Objekt passiert, wenn sie einer Rotation ausgesetzt werden. Nehmt den Stab zwischen eure Hände und reibt sie schnell aneinander. Damit bekommt der Stab eine Rotation und was passiert mit eurer Streifenkugel? Was denkt ihr, sagt euch das über die Entwicklung unseres Sonnensystems? Was passiert mit Planeten wie Jupiter oder mit Sternen wie unsere Sonne?

Das passiert

Durch das Experimentieren mit dem Modellplaneten kann man erkennen, was passiert, wenn ein Körper einer Rotation ausgesetzt ist.  Durch das Drehen des Rundstabes bekommt das Modell eine typische Abplattung an der Ober- und Unterseite, so wie es auch mit Planeten und Sternen passiert.

Zur Fortsetzung

Die Kinder können die Modellplaneten in unterschiedlichen Größen bauen und schauen, was sich bei dem Experiment verändert. Verändert sich überhaupt etwas?

Der Hintergrund

Unser Sonnensystem wurde vor ca. 4,6 Mrd. Jahren gebildet, als eine große Wolke aus Gas und Staub aufgrund der Anziehungskraft kollabierte. Sie begann zu rotieren. Durch die Rotation wurde die Wolke immer flacher und die Planeten begannen sich durch Kondensation zu formen. Dass heißt es bildeten sich kleine Tröpfchen und aus diesen Tröpfchen wurden immer größere Klumpen. Das erklärt, warum alle Planeten in einer Ebene um die Sonne zu finden sind und sich in gleicher Richtung um die Sonne drehen. Auf diese Weise wurden sie geboren. Um die Richtung oder die Position zu ändern, in der sie die Sonne umrunden muss etwas die Planeten mit großer Wucht treffen. So ist es mit der Venus geschehen. Sie dreht sich heute um ihre eigene Achse falsch herum. Derselbe Mechanismus erklärt auch, warum sich die Planeten und Sterne schnell genug drehen um oben und unten abgeflacht zu werden.

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