Asphalt auf verschiedenen Rennstrecken
Zielsetzung: Das Arbeitsblatt zielt darauf ab, den Lernenden die Komplexität des Asphalts auf Rennstrecken zu vermitteln und ihnen durch ein praktisches Experiment ein anschauliches Verständnis der physikalischen Faktoren zu geben, die den Grip und die Leistung von Fahrzeugen beeinflussen.
Inhalte und Methoden: Ein Sachtext beschreibt den Asphalt als ein komplexes, mehrschichtiges Konstrukt, das für Stabilität und optimalen Grip sorgt. Es werden physikalische Zusammenhänge wie der Einfluss von Temperatur und Witterung auf die Haftung erklärt. Ein Schülerexperiment "Nass, Rillen & Marbles" leitet die Lernenden an, mit einem Spielzeugauto die Reibung unter verschiedenen Bedingungen zu simulieren. Das Arbeitsblatt enthält zudem Multiple-Choice-Fragen, einen Lückentext und offene Fragen zur Reflexion des Gelernten.
Kompetenzen:
- Wissenschaftliches Verständnis: Die Lernenden verstehen physikalische Prinzipien wie Reibung und deren Abhängigkeit von Oberflächenbeschaffenheit und Witterung.
- Experimentelle Fähigkeiten: Sie führen ein Experiment durch, beobachten die Ergebnisse und dokumentieren sie.
- Analytisches Denken: Sie analysieren die Ergebnisse des Experiments und übertragen die Erkenntnisse auf reale Rennsituationen.
Zielgruppe und Niveau: Klasse 6-8
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Target group and level
Klasse 6-8
Subjects
Asphalt auf verschiedenen Rennstrecken
Nürburgring: Die grüne Hölle
Der Nürburgring, bekannt als „die grüne Hölle“, ist eine der renommiertesten Rennstrecken weltweit, gelegen in der malerischen Eifelregion Deutschlands. Schon seit seiner Eröffnung im Jahre 1927 zieht der Nürburgring Motorsportbegeisterte aus aller Welt an. Die Strecke ist nicht nur wegen ihrer Länge von über 25 Kilometern berüchtigt, sondern auch wegen des anspruchsvollen Asphalts. Dieser besteht aus einer speziellen Mischung von Materialien, die für optimalen Grip und Reibung sorgen. Asphalt ist ein komplexes Gemisch aus Bitumen und verschiedenen mineralischen Komponenten, das eine hohe Festigkeit und Flexibilität gewährleistet.
Die Struktur des Asphalts spielt eine entscheidende Rolle bei der Haftung der Reifen. Eine raue Oberfläche bietet mehr Grip, insbesondere bei Kurvenfahrten, und reduziert das Risiko von Ausrutschen. Die Asphalttemperatur ist ein weiterer kritischer Faktor; sie beeinflusst die Haftfähigkeit der Reifen. Bei höheren Temperaturen wird der Asphalt weicher, was den Grip erhöht, während bei niedrigen Temperaturen die Haftung abnimmt.
Mit der Zeit altert und nutzt sich der Asphalt ab, wodurch seine Eigenschaften sich verändern. Dies kann durch regelmäßige Pflege und Erneuerungen minimiert werden. Die Aerodynamik der Fahrzeuge, die über den Asphalt rasen, erzeugt Strömungen um den Körper, die die Geschwindigkeit und Stabilität beeinflussen. Rennfahrer müssen die optimalen Rennlinien finden, um den Gummiabrieb auf dem Asphalt zu minimieren und ihre Leistung zu maximieren.
Der Nürburgring ist auch bekannt für seine variablen Wetterbedingungen, die eine zusätzliche Herausforderung darstellen. Regen, Nebel und Sonnenschein können innerhalb eines einzigen Tages auftreten und erfordern von den Fahrern eine hohe Anpassungsfähigkeit. Lokale Bedingungen wie die Feuchtigkeit und Temperatur beeinflussen den Grip maßgeblich. Berühmte Fahrer wie Niki Lauda und Michael Schumacher haben hier ihre Spuren hinterlassen. Die Strecke ist von März bis November für Rennen geöffnet und zieht jedes Jahr tausende Besucher an.
Die Aerodynamik spielt eine wesentliche Rolle im Motorsport. Rennwagen sind so konstruiert, dass sie durch eine optimierte Luftströmung hohe Geschwindigkeiten erreichen und gleichzeitig stabil bleiben. Ein Bild eines solchen Rennwagens ist hier abgebildet, um die Bedeutung der Aerodynamik im Rennsport zu verdeutlichen.
Arbeitsauftrag
Lies den Text durch und wähle die richtige Aussage aus.
Fülle die Lücken mit den Informationen aus dem Text aus.
Fülle die Lücken mit Hilfe des Textes aus
Lies dir die Durchführung des Experiements genau durch.
Haftung auf Asphalt bei unterschiedlichen Bedingungen
Material (pro Gruppe)
- 1 Brett oder stabile Pappe (ca. 60 × 30 cm)
- 1 Spielzeugauto (Hartgummireifen) oder Holzklötzchen mit Gummiboden
- 1 Sprühflasche mit Wasser (oder kleine Schale + Löffel)
- Klebeband (um Rillen zu simulieren)
- Radiergummikrümel oder Konfetti (als „Marbles“)
- Smartphone mit Libelle/Neigungsmesser oder einfacher Winkelmesser/Lineal
- Stoppuhr (optional)
- Papiertuch zum Aufwischen
- Protokollblatt + Stift
Vorbereitung (Aufbau des Materials)
Brett vorbereiten
- Nimm ein glattes Brett oder ein Stück stabile Pappe.
- Lege es so auf den Tisch, dass du es an einer Seite anheben kannst.
Rillen herstellen
- Auf einer Hälfte des Bretts klebst du mehrere lange Streifen Klebeband nebeneinander.
- Lass dazwischen kleine Abstände (ca. 1 cm).
- Die Abstände stellen die „Rillen“ dar, in denen Wasser abfließen kann.
Marbles-Zone markieren
- Auf der glatten Hälfte des Bretts zeichne oder klebe ein kleines Quadrat (ca. 8×8 cm).
- Dort streust du später Radiergummikrümel oder Konfetti hin → das sind die „Marbles“.
Testfahrzeug auswählen
- Nimm ein kleines Auto mit Gummirädern oder einen Klotz mit Gummiunterseite.
- Das Fahrzeug bleibt in allen Versuchen gleich.
Hilfsmittel bereitstellen
- Sprühflasche mit Wasser zum Nassmachen der Fläche
- Smartphone mit Neigungsmesser-App oder Lineal
- Lappen oder Tuch zum Aufwischen von Wasser
Durchführung (Schritt für Schritt):
- Stelle das Auto auf die markierte Position der zu untersuchenden Oberfläche.
- Hebe das Brett an einer Seite langsam an, bis das Auto zu rutschen beginnt.
- Stoppe sofort und lies den Winkel mit der App ab oder miss die angehobene Höhe mit dem Lineal.
- Wiederhole den Versuch an allen vier Startpositionen (jeweils auf der Oberfläche, die untersucht werden soll).
- Führe jeden Versuch pro Position zweimal durch, um verlässliche Ergebnisse zu erhalten.
Versuchsprotokoll
Fertige eine Skizze des Versuchsaufbaus an.
✒️ Schreibe deine Beobachtungen auf.
Messprotokoll
Lösung für die Lehrkraft
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