Metrologie 6.1: Was ist drin? Das Volumen.

Unser Thema heißt Metrologie, das ist die Wissenschaft des Messens.

Messen kann man ganz unterschiedliche Dinge, aber immer benötigt man das geeignete Werkzeug dazu. Die Kinder lernen bei diesem Thema, wie man sich einfache Messmittel selbst bauen kann um wissenschaftliche Fragestellungen zu untersuchen. Deshalb sind beim Thema Metrologie besonders Geschick und Teamwork gefragt. Längenmessungen mit Lineal und Maßband kennt fast jeder. Aber wie bestimmt man den Rauminhalt, das Volumen von Schachteln, die ja bekanntlich drei Längen enthalten: Höhe, Breite und Tiefe. Hier kann ein direkter Vergleich helfen, zum Beispiel durch das Füllen mit Erbsen. Ein bisschen Kopfarbeit und man kann die Schachtelgröße auch ausrechnen. Bei dem Doseninhalt bleiben aber noch Fragen offen.

Beschreibung


Material für die Kinder:

  • Papiervorlagen für Schachteln
  • Klebeband
  • kleine Dose
  • getrocknete Erbsen
  • ein Lineal


Material für den Betreuer:

  • Keins

 

 

 

Wir wollen die Größe von Gefäßen vergleichen. Passt in ein hohes Gefäß mehr als in ein niedriges? Was ist mit Länge und Breite?

Aus dem Papier eines A4-Blattes bauen wir zwei Schachteln (Schachtel 1: 4 cm x 4 cm x 4 cm; Schachtel 2: 2 cm x 2 cm x 14 cm). Die Vorlage wird ausgeschnitten und mit Klebeband stabil umwickelt. Um heraus zu finden in welche Schachtel mehr hinein passt, füllen wir Schachtel 2 mit Erbsen, denn aus dieser hohen Form lassen sich die Erbsen gut in die anderen Behältnisse umfüllen.

metrologie6_1_grafik2Kann man alle Erbsen aus Schachtel 2 in Schachtel 1 umgießen?

Wie sieht es mit dem dritten Gefäß aus?

Wo passt am meisten hinein?

Ergebnis: Wie viel in ein Gefäß passt, das nennt man seinen Rauminhalt oder sein Volumen. Dabei darf man sich nicht täuschen lassen, alle drei Seiten (Höhe, Breite, Tiefe) sind gleich wichtig, wenn man ein möglichst großes Volumen erzielen will. Bei einem Beispiel mit Bausteinen lässt sich das gut verfolgen:

metrologie6_1_grafik3Für unsere Schachteln heißt dies in Einheiten von cm bzw. cm³ :

Schachtel 1 4·4·4 64
Schachtel 2 14·2·2 56

Jetzt können wir jede eckige Schachtel berechnen. Was ist aber mit einer Dose oder einer Kugel? Für diese Aufgabe brauchen wir noch mehr Mathe und eine geheimnisvolle Zahl namens Pi: π = 3,1415926…

Film: Im Untericht

Film: Das Experiment

Film: Die Erklärung

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