Upcycling im Physikunterricht: Energieumwandlung und Bernoulli-Effekt am Kaffeebecher

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  • Physik
  • Sekundarstufe I, Sekundarstufe II
  • 3 bis 4 Unterrichtsstunden
  • Arbeitsblatt, Video, entdeckendes Lernen, Experiment, Übung, Ablaufplan, Diskussion

In der Unterrichtseinheit "Upcycling im Physikunterricht: Energieumwandlung und Bernoulli-Effekt am Kaffeebecher" erarbeiten die Lernenden an einem selbst gebauten Hubschrauber physikalische Phänomene und setzen sich mit der Umweltverschmutzung durch Plastikmüll auseinander.

Beschreibung der Unterrichtseinheit

Müll ohne Ende: In Deutschland werden stündlich ungefähr 32000 Einweg-Kaffeebecher weggeworfen. Zur Herstellung der Becher werden jährlich 42000 Bäume benötigt und eine Wassermenge verbraucht, die dem Konsum von 32000 Deutschen entspricht. Zudem wird Strom eingesetzt, mit dem man 100000 Musterhaushalte ein Jahr lang versorgen könnte. Dabei beträgt die Lebensdauer (Nutzwertzeit) nur 15 Minuten. Bei der Verwendung von Mehrwegbechern könnte jede Person 34 Coffee to go-Becher einsparen. Einmal weggeworfen, wird der Becher möglicherweise vom Wind erfasst, landet dort, wo er nicht hingehört. Er ist damit nicht nur klimaschädlich, sondern trägt auch zur Verschmutzung der Umwelt bei. In der vorliegenden Einheit hingegen wird durch Upcycling zum "Hubschrauber" aus einem wertlosen Gegenstand Unterrichtsmaterial, an dem physikalische Phänomene dargestellt und Diskussionen zur Lösung der Umweltproblematik ausgelöst werden können.

Physikalische Phänomene sind zum einen die Umwandlung von Spannungsenergie, die in den Gummis gespeichert ist, in Bewegungsenergie, die die Rotorblätter antreibt. Zum anderen wird der Bernoulli Effekt sichtbar. Luft, die über einen gebogenen Flügel fließt, erzeugt an der Oberfläche des Flügels einen Sog. Unterhalb des Flügels entsteht ein Überdruck, beides zusammen ergibt den Auftrieb, der nötig ist, um Flugzeuge oder wie in diesen Fall einen Hubschrauber mit seinen Drehflügeln fliegen zu lassen.

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Vermittelte Kompetenzen

Fachkompetenz

Die Schülerinnen und Schüler

  • lernen den Bernoulli-Effekt kennen.
  • erarbeiten Energieumwandlungsketten.
  • setzen sich mit dem Ressourcenverbrauch bei der Verwendung von Einweg-Kaffeebechern auseinander.

Medienkompetenz

Die Schülerinnen und Schüler

  • entnehmen einem Youtube-Video die wesentlichen Informationen.
  • werten eine Quelle im Internet aus.
  • stellen Unterrichtsmedien selbst her.

Sozialkompetenz

Die Schülerinnen und Schüler

  • arbeiten konzentriert in Gruppen zusammen.

Autor
Frei nutzbares Material
Die von Lehrer-Online angebotenen Materialien können frei für den Unterricht genutzt und an die eigene Zielgruppe angepasst werden.