Mettnau-Schule
Die Dichte von Stoffen
Im Alltag sagen wir oft Holz ist „leichter“ als Eisen, obwohl uns bewusst ist, dass ein
großes Holzstück schwerer sein kann als ein kleines Stück Eisen. Dabei vergleichen
wir, ohne es auszusprechen, die Masse von Holz- und Eisenstücken, die gleich groß
sind. Wir sind also etwas ungenau in der Anwendung physikalischer Begriffe.
Ziel dieser Unterrichtseinheit war:
Die Schülerinnen wissen, dass Stoffe bestimmte Eigenschaften haben.
Sie lernen als Beispiel die objektive Eigenschaft eines Stoffes, die Dichte, kennen.
Sie sind fähig, die physikalischen Begriffe dazu richtig anzuwenden und in der
Alltagssprache auch zu gebrauchen.
Sie bestimmen durch einfache Versuche Masse und Volumen eines Körpers und
errechnen mit Hilfe der Formel daraus die Dichte. Sie haben die Fähigkeit durch
Vergleiche festzustellen, dass der Wert dieser Konstante bei unterschiedlichen
Materialen unterschiedlich ist. Sie können aus den Versuchen den Schluss ziehen,
dass eine Dichte unter 1g/cm3 Körper auf dem Wasser schwimmen lässt.
Gerade der letzte Punkt ist eine gute Vorbereitung zum Thema Wasser, hier
insbesondere zum Thema Auftriebskraft, Schwimmen und Sinken.
Protokoll der Stunde: Die Dichte von Stoffen
Masse
———— = Die Dichte eines Stoffes
Volumen
Masse m g
p = ———— —— = ——
Volumen V cm³
Experiment:
Volumen von einem Gegenstand herausfinden
- Wir füllen Wasser in einen Messbecher: 600 ml
- Anschließend legen wir ein Stück Beton in den Messbecher.
Der Wasserstand steigt nun auf etwa 640 ml an.
Ergebnis: Der Körper hat ein Volumen von 40 cm³ - Wir ermitteln die Masse des Körpers mit Hilfe einer digitalen Waage.
Ergebnis: Der Körper wiegt 97,84 g. - Nun errechnen wir mit der Formel
97,84 g
p = ————
40 cm³
- Ergebnis:
Das Betonstück hat eine Dichte von 2,44
p = 2,44
Nun wollen wir herausfinden, ob die Steine am Bodensee immer die gleiche Dichte haben.
Die Schüler müssen sich drei unterschiedlich große Steine suchen, um damit
zu experimentieren.
- Gewicht der Steine wird gewogen.
- Jeder Stein wird nacheinander einzeln in das Wasser des Messbechers gelegt.
- Dichte der Steine wird ausgerechnet.
Versuch 1
200ml Wasser im Messbecher
- Stein : 11,17 g ------> Wasser steigt auf 207 ml an: p= 1,56
- Stein : 41,32 g ------> Wasser steigt auf 215 ml an: p= 2,75
- Stein : 114,91 g ------> Wasser steigt auf 245 ml an: p= 2,55
Versuch 2
Ein Apfel wird in 600 ml Wasser gelegt.
Volumen steigt auf 800 ml ------> 200cm³
Gewicht des Apfels: 164,65 g
p = 0,8 ------> Die Dichte des Apfels liegt unter 1.
Versuch 3
Ein anderer Apfel wird in 600ml Wasser gelegt.
Volumen steigt auf 820 ml an.
Gewicht des Apfels 178,93 g
p = 0,8 ------> Die Dichte des Apfels liegt unter 1.
Versuch 3
Korken wird ins Wasser gelegt .
Volumen steigt von 600 ml auf 620 ml.
Gewicht des Korkens: 9,28 g
p = 0,46
Beobachtung :
Alles was eine Dichte von unter 1 hat schwimmt, denn Wasser
hat ca. eine Dichte von 1.
Patricia, Alexandra, Sp 2/1
Der Kreativität der Schülerinnen waren nun keine Grenzen mehr gesetzt, so konnte
jeder die restliche Zeit der Unterrichtsstunde verschiedene Gegenstände suchen
und die Dichte bestimmen.
