Actio gegengleich Reactio – Kraft und Gegenkraft erfühlen

Das Prinzip von Actio und Reactio (auch Gegenwirkungsprinzip, Wechselwirkungsprinzip oder drittes Newtonsches Axiom) ist das dritte Newtonsche Gesetz. Es besagt, dass bei der Wechselwirkung zwischen zwei Körpern jede „Aktion“ (Kraft von Körper A auf B) gleichzeitig eine gleich große „Reaktion“ (Gegenkraft von Körper B auf A) erzeugt, die auf den Verursacher der „Aktion“ zurückwirkt:

F → A → B = − F → B → A

Oft wird es auch „Actio et Reactio“ (lateinisch für ‚Aktion und Reaktion‘), „Actio est Reactio“ (lateinisch für ‚Aktion ist [gleich] Reaktion‘) oder „Aktion gleich Reaktion“ genannt.

https://de.wikipedia.org/wiki/Actio_und_Reactio

Die Kraft und Gegenkraft lässt sich ganz einfach als Einzelübung erfühlen – noch besser erfahrbar ist sie jedoch in einer einfachen Partnerübung.

Zwei Kinder/Partner stehen sich gegenüber.

A: Sie stehen sehr dicht, die Zehen berühren sich und die Hände vom Partner sind gut und fest gefasst. Werden nun die Arme gestreckt und der Körper bleibt gerade in Spannung – fühlt man die Schwerkraft, die einen nach hinten zieht und die Haltekraft in den Händen, die man aufbringen muss um dieser Kraft zu entgegenzuwirken und im Gleichgewicht zu bleiben.

B: Es kann  aber nicht nur Zugkraft sondern auch Druckkraft erfahren werden. Dazu stellen sich die Partner auf Armeslänge entfernt gegenüber auf und lehnen sich nun langsam mit Gefühl dem Partner entgegen. Diesmal spürt man wieder die Schwerkraft, die einen nach vorne drückt und die Kraft, die man in Händen und Armen aufbringen muss um diesen Zustand in der Wage zu halten

Beide Übungen können auch als Einzelübungen an einer Sprossenwand – wie auf den Bildern gezeigt – erlebt und erfühlt werden.

 

Erfühlen des Körperschwerpunktes und dessen Veränderung

Der Flieger gehört zu den einfachsten akrobatischen Figuren und kann mit etwas Platz, einfachen Matten und einem dritten Kind als Hilfestellung auch in der Schule ausprobiert werden.

Wenn die Oberperson (der Flyer) langsam seine Arme nach vorne oder hinten bewegt spürt die untere Person (die Base) diese Veränderung und muss mit etwas mehr Zehendruck (Arme vorne) oder weniger Zehendruck (Arme hinten) den Flyer oben ausbalancieren.

 

 

Balancing a broomstick – center of gravity

Balancing a broomstick on the hand: „Try it with the broom facing up or facing down. What is easier? Try it with a shorter or a longer broomstick. Try walking with a broomstick balanced on the hand.“

Explanation in general:

To have something completely balanced, the center of gravity must be steady/right above the balancing hand. If the top moves out of the gravity center the movement of the hand has to follow directly in this direction.

Broom facing up:

The center of gravity is higher. This means the speed to react can be lower

 

Fangen und Rechnen und mehr

Reaktionsspiel, das mit allen Schulinhalten gespielt werden kann, die in zwei Gruppen unterteilt werden können. Das Originalspiel wird oft auch als „Schwarz und Weiß“ bezeichnet.

Schüler stellen sich immer paarweise ca. 1 Meter entfernt gegenüber an zwei Linien auf. Die eine Linie steht für Team Weiß, die andere für Team Schwarz. Wenn der Lehrer schwarz ruft, müssen die auf der schwarzen Linie ihren Partner von der weißen Linie fangen. Beide dürfen aber nur gerade nach hinten (von weiß aus) laufen und es muss in den ersten Metern gefangen werden (am besten eine Stopplinie vereinbaren oder zeichnen), bevor man eine Wand erreicht. Wenn weiß gerufen wird muss die weiße Seite reagieren und versuchen die schwarzen Partner zu fangen.

Dies kann nun auch mit verschiedenen MINT-Inhalten gespielt werden, wo sich die Antwort in zwei vorher festgelegte Gruppen unterteilen lässt, z.B.:

  • Gerade vs. ungerade Zahlen
  • Rechnungen (Plus, Minus, Mal, Geteilt) mit geraden oder ungeraden Zahlen als Ergebnisse
  • Primzahlen vs. nicht Primzahlen
  • Rechnungen mit Ergebnissen über oder unter 100 (z.B. 76+26, 12×9, 138-44, 99:3…)
  • Englische Wörter die ein „c“ enthalten
  • Englische Wörter die mit „A“ anfangen (Anfang – Beginning -> zweite Gruppe fängt erste. Apfel – Apple -> erste fängt zweite)
  • Fragen zum Periodensystem (z.B. Elemente mit höherer bzw. niedrigerer Dichte als xxx)
  • Reptilien vs. Amphibien

 

 

 

Propulsion and speed in the water

Propulsion and speed | dolphin kicks.

Questions:

  • What swimming techniques can people use to swim as fast as possible?
  • What tools can help with swimming fast?

 

Content taught:

  • A leg stroke inspired by the dolphin has become established in competition because it allows faster propulsion than pure crawl swimming („dolphin kicks“).
  • The dolphin kick works both in prone and lateral position. But be careful: in side position, untrained swimmers quickly swim in circles.
  • An effective means of increasing propulsion is to increase the surface area used to generate propulsion, e.g. by using fins.

 

(((Deutsche Version)))

Propulsion and resistance in water

Propulsion and resistance | gliding tests

Questions:

  • How can water resistance be reduced during gliding?
  • What is the most streamlined position?

Content taught:

  • Optimizing posture in the water:
    • Arms stretched,
    • hands on top of each other,
    • elbows as straight as possible,
    • head resting on the arms from the front,
    • spine stretched (shoulder mobility is important),
    • torso tense,
    • legs stretched and closed.

 

(((Deutsche Version)))

Hydrostatic pressure and buoyancy under water

Hydrostatic pressure and buoyancy | balloon under water

Questions:

  • Can you inflate a balloon under water?
  • What happens to the inflated balloon when it is pushed deep under water?
  • What happens analogously to organs, e.g. the eardrum and the (air-filled) lungs?

Content taught:

  • Inflating a balloon is also possible underwater. But: The hydrostatic pressure, i.e. the pressure that the water exerts on the balloon, makes inflation more difficult.
  • If you push an already inflated balloon underwater, the volume of the balloon shrinks with increasing depth and the buoyancy decreases.
  • Organs are also compressed analogously to the balloon with increasing water depth.

 

(((Deutsche Version)))

Buoyancy & density

Buoyancy and density | Starfish

Questions:

  • What happens when you lie (inhaled) on the water in a prone position?
  • What happens when one takes a parcel shape?
  • What happens when one exhales?

Taught content:

  • Depending on the distribution of body (mass) center and volume center in the body, the legs sink towards the bottom or remain in the horizontal position.
  • Individuals in whom the two points are close together have favorable conditions for swimming.

 

(((Deutsche Version)))

Auftrieb und Dichte

Auftrieb und Dichte | Seestern

Fragestellungen:

  • Was passiert, wenn man sich (eingeatmet) in Bauchlage auf das Wasser legt?
  • Was passiert, wenn man eine Päckchenform einnimmt?
  • Was passiert, wenn man ausatmet?

Vermittelte Inhalte:

  • Je nach Verteilung von Körper(massen)schwerpunkt und Volumenmittelpunkt im Körper sinken die Beine in Richtung Grund ab oder bleiben in der horizontalen Position.
  • Personen, bei denen die beiden Punkte nahe beieinander liegen, bringen günstige Voraussetzungen für das Schwimmen mit.

 

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Hydrostatischer Druck und Auftrieb unter Wasser

Hydrostatischer Druck und Auftrieb | Luftballon unter Wasser

Fragestellungen:

  • Kann man einen Luftballon unter Wasser aufblasen?
  • Was passiert mit dem aufgeblasenen Luftballon, wenn man ihn tief unter Wasser drückt?
  • Was passiert analog mit Organen, z.B. dem Trommelfell und den (mit Luft gefüllten) Lungen?

Vermittelte Inhalte:

  • Das Aufblasen eines Luftballons ist auch unter Wasser möglich. Aber: Der hydrostatische Druck, also der Druck, den das Wasser auf den Luftballon ausübt, erschwert das Aufblasen.
  • Wenn man einen bereits aufgeblasenen Luftballon unter Wasser drückt, dann schrumpft das Volumen des Luftballons mit zunehmender Tiefe und der Auftrieb wird geringer.
  • Organe werden analog zum Ballon mit zunehmender Wassertiefe ebenfalls zusammengedrückt.

 

(((English Version)))

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