Frage von Luisfee, 60

Wie erkläre ich Kindern die Schwerelosigkeit im Weltall?

Ich bin in meinem letzten Ausbildungsjahr als Erzieher und muss dort ein Projekt machen. Wir haben uns schließlich für Weltraum entschieden weil die Kinder besondere Interesse daran haben. Ideen und Fragen haben wir schon gesammelt. Eine Frage ist warum man im Weltraum schwerelos ist. Ohne ein Experiment wird es schätze ich schwer zu verdeutlichen sein, deshalb suche ich Ideen.

Es sind 8 Kinder im Alter von Ende 4-6 Jahren.

Gerne auch Ideen und Experimente zu den Fragen: Wie weit kann eine Rakete fliegen, Warum tragen die Astronauten einen Raumanzug, Wie lange überlebt ein Astronaut im Weltall, Was ist ein Komet, Warum gibt es das Weltall, Was scheben da für Sachen im Weltraum (ISS), Gibt es vor dem Weltraum eine Mauer, Warum leben auf anderen Planeten keine Menschen, Warum ist in der Weltkugel Lava, Warum gibt es Sterne, Warum sieht man manchmal nur den halben Mond und was ist ein Sonnensystem?

Vielen Dank schon mal für zahlreiche Ideen! :D

Antwort
von PWolff, 9

Eine Idee, wie man sich in der Schwerelosigkeit fühlt, kriegt man auch mit kindergartenüblichen Mitteln: eine Schaukel mit möglichst langen Seilen/Ketten. Das komische Gefühl in der Magengegend, wenn man hoch schaukelt und sich in der Nähe der Umkehrpunkte befindet, kommt davon, dass man für einen Moment nahezu frei fällt und das Gehirn sich davon verwirren lässt.

Da man nicht leicht sieht, dass die Erde rund ist, und man auch nicht annähernd so weit werfen kann, ist die Verdeutlichung des Kreisens um die Erde nicht einfach. Immerhin ist es Alltagserfahrung, dass fester geworfene Gegenstände weiter "fliegen". Das "Kreisen" kann man mit viel Fingerspitzengefühl und Übung mit einem langen Stabmagneten und einer Eisenkugel auf einer sehr(!) glatten und ebenen Oberfläche (Glasplatte) einigermaßen demonstrieren.

Auf einen Berg (3000er) steigen ist nicht möglich (es sei denn, man wohnt am Fuß des Großglockners o. ä.). Also muss man einfach so erklären, dass man da oben schneller atmen muss, weil die Luft dünner ist. Und unsportliche Leute kommen da ganz schnell außer Puste. Noch weiter oben ist die Luft so dünn, dass auch durchtrainierte Menschen nicht mehr genug Luft kriegen. Dass Reinhold Messner einige 8000er ohne Sauerstoffgerät bestiegen hat, war von daher eine ganz, ganz besondere Leistung.

Um in großen Höhen noch atmen zu können, muss man seine eigene Luft mitbringen. Bei dem geringen Druck ist auch entsprechend wenig Wasser in der Luft, deshalb trocknet man dort ganz schnell aus. Deshalb ist hoch in den Bergen Trinken so wichtig. Deshalb haben Völker im Himalaya auch Rituale zum Trinken.

Im Weltall trocknet man praktisch sofort aus. Getrocknetes Blut fließt nicht mehr und bringt auch keinen Sauerstoff mehr zum Gehirn. Das ist die Hauptursache, warum man dort so schnell stirbt, nicht so sehr der Luftmangel (der natürlich auch). Um das Wasser und auch den Sauerstoff nicht durch die Haut zu verlieren, braucht man neben einer Atemmaske auch einen Raumanzug. Wie lange man überlebt, wurde hier schon mal gefragt, soweit ich mich erinnere.

Wie man sich am Beispiel der hohen Berge klarmachen kann - die Luft wird nach oben einfach immer dünner, es gibt keine scharfe Grenze und schon gar keine Mauer oder Ballonhülle. Anschaulich machen: mit einem leeren Filzstift eine lange Linie zeichnen - so, wie die Linie immer dünner wird, bis sie irgendwo ganz aufhört, wird auch die Luft immer dünner und hört irgendwo ganz auf.

Warum leben auf anderen Planeten keine Menschen? - In unserem Sonnensystem: Die Erde liegt in der "Goldilocks-Szene" (nach dem englischen Märchen, wo Goldilocks im Haus von 3 Bären immer wieder 3 gleichartige Dinge findet, von denen eins zu sehr, eins zu wenig und eins gerade richtig ist. z. B. drei Schüsseln mit Brei, eine zu heiß, eine zu kalt, eine gerade richtig; 3 Betten, eins zu weich, eins zu hart, eins gerade richtig).

Zu nah an der Sonne ist es zu heiß (Venus), zu weit weg zu kalt. Wobei man mit etwas Heizung oder einem Treibhaus auf dem Mars in Äquatornähe noch überleben kann - aber der Mars ist zu klein, um genug Luft festzuhalten, man muss sich also auch noch seine eigene Luft mitbringen.

(Dass auch Luft ein Gewicht hat, kann man mit 2 Fahrradschläuchen in Mänteln demonstrieren, man braucht aber eine ziemlich empfindliche Waage. Wenn die Schläuche luftleer sind, werden sie an der Waage ausbalanciert. Wenn man einen prall mit Luft füllt, wird er ein, zwei Gramm schwerer. - Die Mäntel dienen dazu, die Schläuche zusammenzuhalten, sie platzen sonst beim Aufpumpen.)

Wie es bei Planeten um andere Sterne aussieht: wir haben a) noch keinen entdeckt, von dem wir sicher sein können, dass wir da leben können, b) noch nicht die Mittel, dorthin zu fahren. Hat ja auch lange gedauert, bis Menschen mit Flößen und einfachen Booten auf andere Kontinente ausgewandert sind.

Dass dort schon Leben ist, ist sehr, sehr unwahrscheinlich - weit, weit eher kriegt man durch Umrühren von Klettbändern eine Puppe mit Schlafaugen.

Warum in der Erdkugel Lava ist: Zunächst hatten wir Staub. Der Staub hat sich zusammengezogen. (Schwerkraft zu erklären ist hier vermutlich schwierig.) Beim Zusammenstoßen wurde der Staub heiß. (Man kann Eisen nur mit Hammerschlägen so heiß machen, dass es schmiedbar wird.)

In der Mitte wurde die Sonne so heiß, dass der Staub verdampft ist. Wo die Planeten sind, hat es immer noch zum flüssig werden ausgereicht. Das ist das Magma in der Erdkugel.

Die "Erdkruste" ist im Laufe der Zeit abgekühlt, wie die Haut auf einem Grießbrei. Und wenn der Grießbrei unter der Haut noch kocht, sieht man manchmal platzende Blasen (Vulkane), Risse (Spalten zwischen den Kontinental- und Ozeanschollen), Schollen (die Schollen selbst), und die Schollen bewegen sich auch manchmal (Kontinentaldrift). Konvektion vielleicht demonstrierbar mit kochendem Wasser in einem Becherglas; Nüdelchen o. ä. im Wasser, um die Bewegung sichtbar zu machen)

Mondphasen lassen sich in einem abgedunkelten Raum mit einer Lampe und einer hellen Kugel / einem hellen Ball an einem Faden demonstrieren. Wenn der Beobacher nahezu zwischen Ball und Lampe steht, sieht er "Vollmond". (Wenn er genau dazwischen steht, "Mondfinsternis.) Wenn die Lampe seitlich zu Beobachter und Ball steht, sieht der Beobachter "Halbmond". Wenn der Ball nahezu zwischen Beobachter und Lampe ist, sieht der Beobachter "Neumond".

Warum gibt es das Weltall: Darauf geben letztlich nur "Religionen" eine Antwort, und auch hier vergleichsweise wenige. Vom wissenschaftlichen Standpunkt her: keine Ahnung. Wer dazu eine wissenschaftlich fundierte Erklärung liefert, kriegt den Nobelpreis für Physik.

Kometen: Staubklumpen, die in sehr langgestreckten Bahnen um die Sonne sausen. (Planeten kreisförmig.) Auch mit Stabmagnet und Eisenkugel annähernd demonstrierbar.

Schweif des Kometen: Die Sonne ist so heiß, dass von ihr Dampf mit hoher Geschwindigkeit "aufsteigt" (Sonnenwind). (Strahlungsdruck gibt es auch, der ist aber schwer zu erklären.) In Sonnennähe wird der Komet so heiß, dass er sich teilweise auflöst und Staubkörner von der Oberfläche vom Sonnenwind mitgerissen werden - wie Rauch. Weil er sich "ungleichförmig" bewegt, geht der Schweif nicht gerade von der Sonne weg, sondern ist schräg und gebogen. (Demonstration: Räucherschale in leichtem Wind bewegen)

Antwort
von Franz1957, 4

Nur zur Frage nach der "Schwerelosigkeit im Weltall":

Der Schlüssel hierzu ist, den Irrtum zu überwinden, der in vielen Köpfen herrscht und schon in der Fragestellung steckt: daß Schwerelosigkeit etwas sei, das an bestimmten Orten aufträte, daß also "im Weltall Schwerelosigkeit herrscht". Das ist nicht der Fall.

Ganz oben in einem Wolkenkratzer, der 400 km hoch bis zur Umlaufbahn der ISS aufragt, stünde man immer noch mit ca. 85 % der gewohnten Schwerkraft auf dem Teppich, während die Raumfahrer in der vorbeifliegenden Raumstation schweben, wie wir es aus dem Fernsehen kennen.

Daß wir bei "Schwerelosigkeit" automatisch "Weltall" denken, liegt daran, daß das Fernsehen uns beides meist kombiniert miteinander präsentiert und so einen Zusammenhang suggeriert, den es nicht wirklich gibt. Der reale Hintergrund dafür ist lediglich, daß es dort draußen infolge des Fehlens der bremsenden Luft, möglich ist, für lange Zeit der Schwerkraft völlig ausgeliefert zu sein und sich ungebremst im freien Fall auf einer Umlaufbahn zu bewegen. In der Atmosphäre bremst die Luftreibung zu stark, um sich auf eine Kreisbahn zu begeben. Schwerelosigkeit ist ein Zustand, der in jeder Aufzugkabine auftritt, wenn sie abstürzt, aber nur ziemlich kurz. Oder für etwa 25 Sekunden in einem normalen Flugzeug mit der richtigen Geschwindigkeit auf der richtigen Flugbahn, siehe: https://de.wikipedia.org/wiki/Parabelflug.

Zur Psychologie und Didaktik dieses Themengebietes bei Schulkindern empfehle ich diesen Aufsatz von Helga Stadler (Universität Wien): http://pluslucis.univie.ac.at/PlusLucis/981/stadler.pdf

Vorsicht: Oft liest man, daß es die Zentrifugalkraft sei, die die Satelliten auf ihren Bahnen vor dem Herunterfallen bewahrt, indem sie die Anziehungskraft der Erde "ausgleicht". Das ist ein Irrtum. Nichts gleicht die Anziehungskraft aus und sie allein ist es, die die Satelliten auf ihren Umlaufbahnen hält und sie am Davonfliegen hindert.

Schau vielleicht auch hier: https://www.gutefrage.net/frage/ab-welcher-exakten-hoehe-ueber-der-erde-beginnt-...


Antwort
von Harvey90, 29

Ganz easy! Nimmst n Harrföhn und machst du es an, dann hälst du das mit der "Luft nach oben" und tust ein Ping Pong ball dadrauf und lässt du es schweben. So hast du deine schwerelosigkeit.

MfG

Kommentar von Gimmix ,

:-)

Kommentar von Luisfee ,

Das mit dem Föhn habe ich auch schon in Überlegung gezogen, jedoch ist das ja streng gesehen keine Schwerelosigkeit. Aber wahrscheinlich das verständlichste was man mit Kindern machen kann. Danke für den Vorschlag :)

Antwort
von sgn18blk, 9

Warum auf anderen Planeten kein Leben existiert ist ganz einfach zu beantworten.

Wir Menschen haben noch nicht jeden Planeten unseres gewaltigen Kosmos erforscht. Wir wissen nicht mal wie viele Planeten es wirklich gibt. Daher können wir nicht wissen, ob es Leben auf anderen Planeten gibt, weil wir nicht mal ansatzweise jeden Planeten untersucht haben. Die Wissenschaft geht aber davon aus, dass wir nicht alleine sind. Irgendwo auf irgendeinem Paneten kann es Leben geben.

Ob vor oder hinter dem Weltraum eine Mauer steht, das können wir auch nicht wissen, weil wir eben den Kosmos noch nicht gut genug kennen.

Warum es Sterne gibt.. Nun ja, die Frage kann sich genau so auf Planeten oder andere Himmelskörper beziehen. Man muss nur wissen wie Sie entstanden sind. Auf Wikipedia ist das ganz gut und verständlich erklärt.

Was ein Komet ist, kann man auch im Internet bzw. auf Wikipedia ganz einfach nachlesen.

Wie lange ein Astronaut im Weltall überlebt, hängt davon ab wie viel Reserve Er noch an Sauerstoff zur Verfügung hat.

Warum man mal den Mond als ganzen sieht und manchmal nicht, hängt von der Position des Mondes ab. Auch bekannt als "Mondphasen".

Der Mond wird von unserer Sonne angestrahlt. Je nach Position des Mondes, können wir von der Erde aus betrachtet den Mond sehen oder auch nicht sehen. Steht der Mond in Richtung zur Sonne, dann wird der Mond vom Sonnenlicht überstrahlt und wir können Ihn nicht sehen. Steht Er nicht in Richtung zur Sonne, können wir den Mond auch sehen.

Antwort
von WetWilly, 13

Interessante Fragestellungen, leider sind einige davon nicht leicht zu erklären, erst recht nicht für diese Altersgruppe.

Warum ist man im Weltall schwerelos? Weil Astronaut und "Bezugssystem" (Raumschiff) sich mit gleicher Geschwindigkeit bewegen und den gleichen Gravitationskräften ausgesetzt sind. Experiment dazu: Du machst ein Diorama, legst einen Tischtennisball hinein und bewegst dieses nach unten, so dass der Ball im Diorama scheinbar kurz schwebt. Dann den Kindern erklären, dass man im Orbit ewig um die Erde herumfällt und so die Schwerelosigkeit dauerhaft auftritt.

Wie weit fliegt eine Rakete: so weit, bis Sie vom Schwerefeld eines Himmelkörpers eingefangen wird, da Sie praktisch nicht gebremst wird.

Wie lange überlebt ein Astronaut im Weltall: so lange, wie Atemluft, Nahrung und Wasser reichen. Und so lange, wie das CO2 aus der Atemluft abgeschieden werden kann und solange, wie die Abwärme des Raumschiffs oder des Raumanzuges abgeführt werden kann.

Warum tragen Astronauten einen Raumanzug: weil im Vakuum alle Flüssigkeiten (Blut, Lymphe usw.) sofort zu sieden beginnen) und das der Gesundheit abträglich ist. Experiment dazu wäre eine Vakuumverdampfung, z.B. von Äther in einer Spritze.

Ich könnte die Fragen jetzt noch alle beantworten, aber keine davon wirklich kindgerecht.

Aber ich habe ein Experiment für Dich zur Frage: Warum ist in der Weltkugel Lava? Weil durch die Schwerkraft das Gestein fest zusammengedrückt wird sich dadurch erwärmt. Das Experiment dazu: eine Luftpumpe unten zuhalten und betätigen: die Luft wird heiss, fühlbar unten an der Öffnung.

 

Antwort
von dompfeifer, 1

Die Schwerelosigkeit lässt an der Schiffschaukel (Körpergefühl am Wendepunkt) oder besser noch an der Achterbahn-Talfahrt veranschaulichen.

Es wäre schon pädagogisch hilfreich, wenn die Kinder wenigstens vor so weit verbreiteten Mythen wie z.B. dem angeblich "schwerelosen Raum" und dergl. Unsinn verschont blieben. Dann muss man ihnen das später nicht erst wieder mühsam ausräumen.

Wir bezeichnen als "Schwerelosigkeit" (Das müsste eigentlich "Gewichtslosigkeit" heißen) keine Raumeigenschaft, sondern einen dynamischen Zustand, nämlich den freien Fall. Schwerelos ist in diesem Sinne jeder Körper, der nicht auf einer Unterlage ruht bzw. nur fernwirkenden Kräften ausgeliefert ist. Das ist natürlich innerhalb der Erdatmosphäre nur unzureichend zu realisieren wegen des Luftwiderstandes. Deshalb ist der Weltraum die typische Region für schwerelose Zustände.

Antwort
von thetee99, 13

Man müsste den 4 - 6 jährigen Kindern erstmal physikalische Grundlagen beibringen.

Das Gravitationsgesetz als Teilbereich der Dynamik sollte noch einfach sein:

F = G (Gravitationskonstante Nm²/Kg² = 6,672041E - 11) x m1 x m2 / r², nach Newton, beschreibt also das sich Massen eine anziehende Gravitationskraft aufeinander ausüben.

Das kannst du am besten demonstrieren, indem du eines der Kinder mit einem Apfel abwirfst.

Wenn das geheule aufgehört hat, kannst du ja nochmal auf den Unterschied zur Gewichtskraft "FG = m x g" eingehen und dann ein Kind mit einer Wassermelone abwerfen...

Wenn du dann aus dem Gefängnis entlassen wurdest suchst du dir am besten einen neuen Ausbildungsplatz.

Hoffe ich konnte dir helfen!

Kommentar von sgn18blk ,

;D

Antwort
von Gimmix, 32

Alles Magie!^^ Sag doch einfach, da gibts keine Gravitation, die uns hier auf dem Boden hällt. Deswegen fliegt man, liebe Kinder!

Kommentar von PWolff ,

Vermutlich ist es noch einfacher, in der zur Verfügung stehenden Zeit die Grundlagen der Allgemeinen Relativitätstheorie zu erklären. Rotierende Schwarze Löcher kommen dan nächste Woche dran.

Kommentar von Gimmix ,

XD. Und dann rechnen wir Pi bis zum Ende, Kindas.

Antwort
von Nimrox, 27

Die Sendung mit der Maus hat glaube ich all diese Fragen schon so beantwortet, wie du es gerne hättest.

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