Was kommt zuerst auf, wenn man einen Stein und eine Feder gleichzeitig fallen lässt? Ganz klar - der Stein! Doch was ist, wenn man einen Tennisball und einen Stift fallen lässt? Was berührt zuerst den Boden? Dafür braucht es wohl einen Videobeweis! Diesen können die Kinder ganz einfach in Form von Zeitlupen Videos erstellen. Durch diese kleinen Experimente mit vielen verschiedensten Gegenständen werden die Kinder spielerisch an das Thema "Luftwiderstand" herangeführt und können ihre eigenen Beobachtungen machen. 

Was fällt schneller?

Was kommt wohl zuerst auf dem Boden auf, wenn man es von derselben Höhe gleichzeitig fallen lässt: der Stein oder die Feder? Die Kinder können zuerst einen Tipp abgeben und es danach selbst testen.  

Das war noch einfach, doch wie sieht es mit anderen Gegenstände aus wie z.B. wie ein Tennisball und ein Taschentuch oder ein Buch und ein Stift? Auch hier sollen die Kinder zuerst überlegen und danach können sie es selbst testen. Die SuS werden bemerken, dass es bei manchen Gegenständen gar nicht mehr so einfach ist mit bloßem Auge zu erkennen was den Boden zuerst berührt hat. Kommen die Kinder selbst auf die Lösung des Problems? Welches Mittel wird denn beim Fußball verwendet, wenn sich der/die Schiedsrichter/in nicht sicher ist?   

Der Videobeweis

Um sich etwas ganz genau anzuschauen, wird oftmals ein Videobeweis verwendet. Genau das können die Kinder auch bei ihrem Fallexperiment machen, in dem sie ein Video von den beiden Gegenständen machen und so beobachten können welcher zuerst den Boden berührt. Das Video ist aber nicht in normaler Geschwindigkeit, sondern in Zeitlupe.

Um ein Zeitlupen Video aufnehmen, benötigen die Kinder am besten ein Tablet. Die Zeitlupen-Funktion (Slow-Motion oder Slo-Mo) findet man in der Regel als Option bei der Kamera-App. Damit kann man wie gewohnt ein Video aufnehmen. Wenn sich die Kinder das Video danach anschauen, sehen sie es automatisch in Zeitlupe. Um das richtige Timing zu finden, braucht es ein wenig Übung, dafür ist vor allem Teamwork gefragt. Am besten lässt eine/r die Gegenstände fallen und ein anderes Kind übernimmt das Filmen. Wenn es nicht sofort klappt – nicht verzagen, sondern nochmal probieren. Erkennen die Kinder nun welcher Gegenstand zuerst auf dem Boden aufkommt? Die Beobachtungen können sie wieder in einem Forschertagebuch notieren und können Überlegungen machen von welchen Merkmalen dies wohl abhängig ist – das Gewicht? die Form?

Den Luftwiderstand verstehen

Nachdem die Kinder einige Gegenstände ausprobiert haben, können sie vielleicht schon ein paar Merkmale bestimmen wann etwas schneller bzw. langsamer ist. Um die Hypothesen zu überprüfen, können die Kinder nun zwei gleich große und daher auch gleich schwere Blätter Papier nehmen. Eines wird zu einem Ball zusammengeknüllt und das andere bleibt so wie es ist. Welches kommt nun zuerst auf?

Die Lösung ist das zusammengeknüllte Blatt. Es muss also etwas in der Luft geben, dass das eine Blatt abbremst. Nur was? Der Luftwiderstand. Der Luftwiderstand wirkt wie eine Bremskraft. Diese spürt man z.B., auch wenn man aus einem fahrenden Auto die Hand aus dem Fenster hält. Bewegt man etwas durch die Luft, schiebt man sozusagen die Luft vor einem her. Je flächenmäßig größer ein Objekt ist, desto mehr Kraft muss man dafür aufbringen, denn in der Luft gibt es ebenfalls Kräfte, die entgegenwirken. Der Luftwiderstand hängt also von der Querschnittsfläche und der Form des Objekts ab. Wirft man außerdem zwei zusammengeknüllte Papierbälle unterschiedlicher stark, d.h. den einen Ball lässt man einfach fallen und den anderen wirft man zu Boden, kommt der zweite Ball schneller auf, denn der Luftwiderstand hängt ebenfalls von der Geschwindigkeit des Objekts ab.

Den Luftwiderstand austricksen - wie geht das? 

Nun wissen die Kinder, dass es in der Luft Kräfte gibt, welche dafür sorgen, dass manche Gegenstände langsamer fallen als andere. Doch gibt es eine Methode wie beispielsweise eine Münze und eine Feder gleichzeitig auf dem Boden laden können? Schaut dafür das Video von Checker Tobi an und drückt immer wieder auf Pause, sodass die Kinder auch selbst auf eigenen Ideen kommen und sie eventuell auch ausprobieren können. Die Auflösung gibt es zum Ende des Videos.

Bastelidee: Fallschirm für Steine

Wie kann man den langsamsten Stein der Welt basteln? Mit was muss man einen Stein versehen, damit er langsamer fällt? Wie wäre es beispielsweise mit einem Fallschirm? Die Kinder können sich geeignetes Bastelmaterial wie Transparentpapier etc. suchen und experimentieren wie der Fallschirm am besten gebaut werden soll, sodass der Stein langsam zu Boden fällt. Anschließend könnt ihr einen kleinen Wettbewerb machen und um sicher zu gehen, dass ihr den/die wahre/n Gewinner/in gefunden habt, könnt ihr auch hier wieder den Videobeweis verwenden.