Bannerbild (Quelle: SWR – Screenshot aus der Sendung) (Foto: SWR – Screenshot aus der Sendung)

Achtung! Experiment

Zitronensaft auf Rädern | Unterricht GS

STAND
Autor/in
Margret Datz

Einsatz im Grundschulunterricht

Zwei Metallplättchen stecken in einer aufgeschnittenen Zitrone (Foto: SWR – Screenshot aus der Sendung)
Magnesium und Kupfer reagieren mit Zitronensaft SWR – Screenshot aus der Sendung Bild in Detailansicht öffnen
Ein Propeller wird mit Strom aus Zitronensaft angetrieben SWR – Screenshot aus der Sendung Bild in Detailansicht öffnen

Bildungsplanbezüge

Exemplarisch sind hier vier Bundesländer genannt:
Am Ende der Klasse vier finden sich im Bildungsplan 2004 für Baden-Württemberg im Themenbereich „Natur macht neugierig: Forschen, Experimentieren, Dokumentieren und gestalten“ folgende Kompetenzen: Die Schülerinnen und Schüler können Erscheinungen der belebten und unbelebten Natur und die Erfahrungen mit ihr gezielt wahrnehmen und dokumentieren; Phänomene der belebten und unbelebten Natur beschreiben und begrifflich erfassen; eigene Fragen stellen, dazu einfache Experimente planen, durchführen, diskutieren, auswerten und optimieren.
Ebenso kann der Film aber auch dem Themenbereich „Energie, Materialien, Verkehrswege: Vergleichen und bewusst nutzen“ zugeordnet werden. Als Kompetenzen werden u.a. erwartet: Die Schülerinnen und Schüler kennen konventionelle und alternative Möglichkeiten der Energiegewinnung und als beispielhafte Inhalte sind Energieformen und Energieträger im Alltag aufgeführt.

Im Bereich Arbeitswelt und Technik, Schwerpunkt: Ressourcen und Energie werden in Nordrhein-Westfalen am Ende der 4. Klasse folgende Kompetenzerwartungen erwartet: Die Schülerinnen und Schüler planen und sammeln und dokumentieren Beispiele für unterschiedliche Formen der Energieumwandlung.

Im Rahmenplan für den Sachunterricht in Rheinland-Pfalz findet man im Bereich „Natürliche Phänomene und Gegebenheiten“ – Perspektive Natur: Ausgewählte Naturphänomene mit Hilfe von fachlich gesichertem Wissen und Modellvorstellungen erklären können, einige Gesetzmäßigkeiten erforschen und anwenden, Experimente planen und durchführen.

Im Sachunterricht der Grundschule im Saarland ist für Klasse 3 und 4 das Thema Elektrizität vorgesehen. Die Leitfähigkeit verschiedener Stoffe, die Funktionsweise eines Stromkreises und die Wirkungen wie Bewegung und Licht sollen auch anhand von Versuchen nachvollzogen werden. Explizit wird hierzu das Experiment „Zitronenbatterie“ genannt.

Auf die Kammern mit den Metallplättchen wird Zitronensaft gegossen. (Foto: SWR – Screenshot aus der Sendung)
Die Zitronenbatterien werden “betankt” SWR – Screenshot aus der Sendung Bild in Detailansicht öffnen
Der Zitronenflitzer geht an den Start SWR – Screenshot aus der Sendung Bild in Detailansicht öffnen
Der junge Formel-Zitrone-Pilot in seinem maßgefertigten Rennwagen SWR – Screenshot aus der Sendung Bild in Detailansicht öffnen

Was bietet der Film?

Der Film beginnt mit einem einfachen Experiment: Eine Zitrone liefert Energie, indem man ein Magnesium- und ein Kupferplättchen hineinsteckt, die Plättchen mit Draht verbindet und an einen Propeller hält, der sich dann sichtbar dreht. Aus einer Zitrone wurde offensichtlich eine Batterie. Das Experiment wird erweitert, indem statt der Zitrone nur der Saft benutzt wird mit dem Ergebnis, dass sich der Propeller noch schneller dreht. Saft und Metalle reagieren miteinander, es entsteht Strom. Wenn sich die Metallplättchen berühren, fließt kein Strom mehr.

Ziel soll es aber sein, ein Auto mit Zitronensaft in Bewegung zu bringen, ein schier unmögliches Unternehmen, denn immerhin wiegt das Auto zum Schluss samt Fahrer und Batterien rund 100 Kilo und soll 200 Meter zurücklegen.

Zunächst wird es jedoch mit einem Spielzeugauto versucht, wozu man allerdings viel mehr Batterien braucht als für den Propeller. Die Magnesiumplättchen werden mit Papier umwickelt, damit sie sich nicht berühren können. Dann wird das Magnesiumplättchen der einen Batterie mit dem Kupferplättchen der anderen verbunden, Zitronensaft in den Behälter geschüttet und mit dem Auto verbunden. Es funktioniert, das Rad des Autos dreht sich.

Für die nächste Stufe, für das große Auto Marke „Zitronenflitzer“, werden insgesamt 1400 Batterien und 40 Liter Zitronensaft gebraucht, die eine Zitronensaftfabrik zur Verfügung stellt. Das Betanken nimmt Zeit in Anspruch und ist mühsam. Nach Abschluss aller Vorbereitungen setzt sich das Auto tatsächlich in Bewegung, zunächst mit gleichmäßiger Geschwindigkeit von 1 km/h. Durch die chemische Reaktion entsteht aber nicht nur Strom, sondern auch Wasserstoff, was anschaulich an den Bläschen über dem Saft deutlich wird. Der Zitronensaft läuft über, die Leistung der Batterien nimmt ab und auf halber Höhe lässt die Geschwindigkeit nach. Trotzdem erreicht das Auto die 200-Meter-Marke in 8 Minuten und 53 Sekunden. Es fährt sogar darüber hinaus insgesamt 386 Meter.

Die Kinder erfahren im Film, dass der Saft von Zitronen mit zwei verschiedenen Metallen in Verbindung gebracht chemische Reaktionen hervorruft. Es entsteht Strom, der sogar ein Auto in Bewegung setzen kann.

Der Film ist spannend aufgebaut, denn er beginnt beim einfachen Experiment mit einer Zitrone und dem Propeller, steigert die Aufgabe und jedes Mal stehen die Kinder erneut vor der Frage: Klappt es oder nicht?

Sie sehen die Vorbereitung der Experimente und bekommen mit, dass sie immer umfangreicher werden. Sie erleben, dass der Zitronensaft zwar das Auto in Bewegung setzten kann und dass dabei ein angenehmer Geruch in der Luft liegt, dass aber dazu eine riesige Menge an Batterien nötig und das Betanken mühsam ist. Bei einer anschließenden Diskussion über Zitronensaft als alternativer Energielieferant wird ihnen die Argumentation leichter fallen.

Der Film dauert insgesamt 09:42 Minuten (mit Abspann) und ist in vier Teile unterteilt:

1. Energie aus Zitronensaft - 00:00 – 01:56
2. Ein Sondermodell Marke Zitronenflitzer – 01:57- 04:10
3. Letzte Vorbereitungen– 04:11 – 06:10
4. Bahn frei für den Zitronenflitzer – 06:11 – 09:42

Junge mit gelbem , zitronenförmigem Helm in flachem Gefährt auf einer Rennstrecke. (Foto: SWR – Screenshot aus der Sendung)
Es funktioniert! Beschleunigung auf einen Kilometer pro Stunde - mit Zitronensaft SWR – Screenshot aus der Sendung

Unterrichtsvorschlag

Der Film eignet sich als Einstieg in die Beschäftigung mit dem Thema Energie. Er zeigt, wie Batterien funktionieren und bietet die Möglichkeit zur Diskussion über alternative Energiespender. Angeregt durch die Sendung können weitere Experimente folgen und die Kinder befassen sich mit Luigi Galvani, dem Mann, der unwissentlich einen großen Beitrag zur Funktionsweise unserer heutigen Batterien geleistet hat.

Auf beeindruckende Weise wird hier gezeigt, wie Batterien arbeiten. Die Dimensionen, die das Experiment annimmt, machen die Fakten einprägsam. Wenn Sie in der Klasse über verschiedene Rechner verfügen, an denen die Kinder den Film wiederholen können, ist Projektarbeit mit Stationen/Lerntheke am sinnvollsten, da die Schüler so die Möglichkeit haben, selbstständig zu arbeiten. Man kann stundenweise vorgehen, aber auch einen Projekttag veranstalten, an dem der normale Stundenplan außer Kraft gesetzt werden sollte, was in der Grundschule (eventuell in Absprache mit möglichen Fachlehrern) ohne Weiteres möglich ist.

Die Schülerinnen und Schüler sollten mit der Bedienung des Films soweit vertraut sein, dass sie ihn selbstständig abrufen und nötigenfalls stoppen oder zurückspulen können. Das erste Arbeitsblatt befasst sich intensiv mit dem Inhalt des Films und auch bei Arbeitsblatt 2 ist eine solche Medienkompetenz sehr hilfreich. Da viele Kinder zu Hause am Computer arbeiten/spielen, finden Sie bestimmt auch in Ihrer Klasse PC-Experten, die den anderen helfen könnten. Wenn Sie nun Gruppen- oder Partnerarbeit wählen und die Bildung der Gruppen entsprechend steuern, gibt es sicher in jeder Gruppe einen solchen Experten. Auf jeden Fall sollten Sie den Film einmal gemeinsam mit allen Kindern angeschaut haben.

Das Projekt ist fächerübergreifend angelegt und bietet neben der sachunterrichtlichen Betrachtung (Arbeitsblatt 1-6) auch die Einsatzmöglichkeit des Films im Fach Deutsch (Arbeitsblatt 7) sowie und eine soziale Komponente: miteinander Essen zubereiten und gemeinsam essen (Arbeitsblatt 8).

Die Experimente auf Arbeitsblatt 3 unterscheiden sich vom Film, da andere Obstsorten ausprobiert werden und statt Magnesium Eisen als zweites Metall benutzt wird, da dies leichter zu besorgen ist. Die für die Experimente benötigten Dinge müssen nicht zwangsläufig für jedes einzelne Kind vorliegen, da sich die Partner/Gruppen abwechseln und absprechen können.

Bei den Zitronen-Rezepten sollten Sie darauf achten, dass die einzelnen Gerichte auf verschiedene Gruppen verteilt werden, damit nicht zu viel produziert wird.

Bei der abschließenden Diskussion über die Einsatzmöglichkeit von Zitronenbatterien als alternative Energie können die Argumente von Arbeitsblatt 4 verwendet, aber auch neue zugelassen werden. Die Kinder sollten vorher festlegen, ob sie pro oder contra argumentieren, was in der Sitzordnung entsprechend berücksichtigt werden sollte: entweder im Kreis die eine Hälfte pro, die andere contra oder man setzt die zu vertretenden Meinungen gegenüber.

Die fertigen Arbeitsblätter sollten in einer Mappe abgeheftet werden, damit bei Bedarf problemlos und schnell darauf zurückgegriffen werden kann. Als Zeitaufwand für die gesamte Einheit sollten Sie etwa acht bis zehn Unterrichtsstunden kalkulieren, da den Kindern genügend Zeit zur Durchführung der Experimente zur Verfügung gestellt werden sollte und auch in Ruhe gefrühstückt werden muss. Ideal wäre die Einheit für eine Ganztagsschule.

Einsatz der Sendung

Machen Sie sich den spannenden Aufbau zunutze und zeigen Sie den Anfang des Films in zwei Etappen: zuerst bis 00:46: „Wenn wir die Plättchen in die Zitrone stecken und sie mit Draht verbinden,…“ Die Kinder äußern Vermutungen und sehen anschließend die Auflösung im Film.

Der zweite Stopp sollte bei 02:11 erfolgen. Die Kinder werden vor die Frage gestellt, ob Zitronensaft ein Auto über 200 Meter zum Laufen bringen kann? Hier könnten Sie eine „Wette“ einsetzen: Die Kinder legen sich fest, ob sie das für möglich halten oder nicht und am Ende des Films werden die „Wettsieger“ ermittelt.

Bevor Sie den restlichen Film zeigen, machen Sie die Kinder darauf aufmerksam, dass sie genau beobachten sollen. Eventuelle Verständnisfragen können anschließend von Mitschülern und vom Lehrer beantwortet werden.

Am Anfang der Erarbeitungsphase befassen sich die Kinder noch einmal intensiv mit der Sendung, indem sie Fragen dazu beantworten (AB 01). Jetzt sollte in Gruppen bzw. mit Partnern gearbeitet werden. Die Gruppen schauen sich zuerst gemeinsam AB 01 an, um einen Überblick zu bekommen, auf was sie beim erneuten Anschauen der Sendung besonders achten müssen. Ggf. halten sie den Film an oder spulen ihn zurück, um sich der benötigten Informationen zu vergewissern.

Bevor zum Schluss im Plenum die Arbeitsaufträge und Ergebnisse besprochen werden, können Sie zur Erinnerung noch einmal gemeinsam die Kurzfassung der Sendung anschauen.

Materialliste

Für die Durchführung des ersten Experiments auf Arbeitsblatt 3 brauchen die Kinder:
- verschiedene Obstsorten
- Kupfernägel/-münzen
- Eisennägel
- Klingeldraht
- Glühbirnchen
- Bananenstecker und einen Kopfhörer

Für Arbeitsblatt 6:
- Pflanzenbücher, Lexika, Sachbücher

Für Arbeitsblatt 8:
- Zitronen
- Wasser
- Zucker
- Glas
- Zitronenpresse
- Sieb
- Sahnequark
- Vanillezucker
- Schüssel
- Schneebesen oder Mixer
- Naturjogurt
- Haferflocken
- gehackte Haselnüsse oder Mandeln
- brauner Zucker
- Schüssel
- Löffel zum Verrühren

Projektverlauf

Eine Tabelle, die den Projektverlauf in Phase, Inhalt, Arbeitsform und Medien kategorisiert abbildet. (Foto: SWR)
Tabellarische Darstellung des Projektverlaufs SWR

Unterrichtsmaterial zum gesamten Schwerpunkt

Achtung! Experiment | Unterricht

Die Sendungen „Achtung! Experiment“ sprechen den Wissensdurst und die Neugier von Kindern im Grundschulalter an. Ausgehend von Fragen wie „Warum…“ oder „Ist es möglich dass…“ werden zum Teil spektakuläre Experimente durchgeführt, die physikalische Phänomene und Gesetzmäßigkeiten beweisen. Meist beginnen sie in einer niedrigeren Größenordnung, die langsam gesteigert wird und verfolgen damit die didaktische Vorgehensweise „vom Kleinen zum Großen“.
Je spektakulärer der Versuchsaufbau (das Experiment), desto größer wird die Spannung, aber immer bleibt man auf dem Boden der Wissenschaft und zeigt nichts Irreales. Die Spannung wird durch gezielten Einsatz von Musik noch verstärkt. Auf spannende Rätsel gibt es also Antworten, die man oft sogar im Klassenraum nachvollziehen und erweitern kann. Durch die erzeugte Spannung hoch motiviert, werden die Schülerinnen und Schüler gerne weiter forschen und Physik nicht als trockene Unterweisung, sondern als eine aufregende Sache betrachten.

Alle Themen zum Schwerpunkt Achtung! Experiment

Ein Kamel auf Eiern

Ein Wettbewerb in der Wüste – Kamel gegen Mensch. Das Ziel: leichtfüßig über den Sand schreiten. Der Sieger: eindeutig das Kamel. Dabei bringt es satte 500 Kilogramm mehr auf die Waage als die menschliche Konkurrentin. Das Kamel hat aber einen anatomischen Vorteil: Vier große und flache Sohlen verteilen sein Körpergewicht perfekt. Der zweibeinige, stiefeltragende Mensch dagegen versinkt chancenlos im Sand.
Wie gut ist die Gewichtsverteilung des Kamels wirklich? Der Eiertest soll Klarheit schaffen. Wir stellen das Kamel auf 500 Eier. Bestehen die zerbrechlichen Schalen die Belastungsprobe?

Achtung! Experiment SWR Fernsehen

Der angezogene Sumoringer

Ein scheinbar ungleicher Kampf. Es treten an: der Sumoringer und ein Glas! Das Ziel: Das Glas soll den schwergewichtigen japanischen Kämpfer freischwebend in der Luft halten. Keine Hilfsmittel erlaubt, nur ein Deckel, der das Glas verschließt. An diesem Deckel wird der Ringer festgemacht. Jetzt hängt es einzig und alleine von der Kraft des Luftdrucks ab, ob der Ringer schwebt oder abstürzt.

Achtung! Experiment SWR Fernsehen

Der schwebende Wal

Das Geheimnis des Ballonflugs ist heiße Luft. Die Fahrer erhitzen die Luft mit einem Brenner, bis die Füllung ausreichend heiß ist. Dann fliegen sie los. Funktioniert dieser Trick auch mit der Kraft der Sonne? Wir testen das aus, unter extremen Bedingungen. Ein 50 Meter langer Ballon in der Form eines Wals wird gebaut. Erwärmt wird er ausschließlich von Sonnenstrahlen. Die Fahrerin steht schon bereit. Wird der Ballon mit ihr aufsteigen?

Achtung! Experiment SWR Fernsehen

Das Hochzeitskleid aus Salz

Ein Hochzeitskleid soll entstehen. Eine Traumrobe, über und über besetzt mit glitzernden Kristallen. Das Material des Kleides: Salz. Schneeweiß, funkelnd und ausgesprochen schwer zu verarbeiten. Die Salzkörner müssen sich an einem Drahtgerüst anlagern, ein kompliziertes Unterfangen. Temperatur, Mischung und Experimentdauer – alles muss exakt aufeinander abgestimmt sein. Nur so gelingt die perfekte Verbindung. Eine große Herausforderung für das Team.

Achtung! Experiment SWR Fernsehen

Der richtige Dreh

Zirkusartistin Michiru begeistert mit ihren atemberaubenden Lufttänzen das Publikum. Das Tempo ihrer Drehungen bestimmt sie mit ihrer Körperhaltung. Es scheint ganz einfach: Beine auseinander – langsames Kreiseln, Beine zusammen – schnelle Wirbel. Die Drehgeschwindigkeit hängt also davon ab, wie sie ihr Gewicht verlagert.
Wir wollen wissen, ob das auch mit mehreren Personen funktioniert. Vier Artisten schicken wir in die Arena. Auf einem rotierenden Rad sollen sie von außen nach innen klettern und damit Michirus Gewichtsverlagerung nachahmen. Wird sich das Rad schneller drehen, wenn die Artisten in der Mitte zusammentreffen?

Achtung! Experiment SWR Fernsehen

Am Ball bleiben

Wer einen Ball in die Luft wirft, möchte ihn wiederhaben. Kein Problem – senkrecht in die Höhe geworfen, kehrt der Ball brav zum Werfer zurück. Das gleiche gilt, wenn der Werfer sich beim Werfen vorwärts bewegt. Selbst in einem rasenden Zug – senkrecht geworfen, fällt der Ball immer wieder in die Hand des Werfers zurück.
Funktioniert das wirklich immer und überall? Wir wollen es wissen und planen den ganz großen Wurf. Von einem fahrenden Lastwagen aus schleudern wir mit einer Wurfmaschine einen Ball senkrecht und sehr hoch in die Luft. Fällt auch dieser Ball wieder zurück auf den fahrenden Lastwagen?

Achtung! Experiment SWR Fernsehen

Am längeren Hebel

Eine Dame ist in Not. Und nur der richtige Hebel kann sie retten. Was da in die Luft gehoben werden muss, ist aber nicht irgendetwas. Es handelt sich um einen schweren Lastwagen. Unter seinen Rädern hat sich der Schal der Dame verklemmt. Kann ein einzelner Mann, nur mithilfe eines Hebels, einen so gewichtigen Wagen anheben?

Achtung! Experiment SWR Fernsehen

Den Ball im Blick

Ob sich ein Objekt vorwärts, seitwärts oder rückwärts bewegt oder gar in der Luft stillsteht, ist manchmal gar nicht einfach zu entscheiden. Es ist eine Frage der Perspektive und der Bezugspunkte.
Wir machen ein aufwändiges Experiment, bei dem es gilt, alle Blickwinkel gleichzeitig einnehmen. Mit verschiedenen Kameras verfolgen wir den Flug eines Balls. Er wird mit 100 Kilometern pro Stunde in rückwärtiger Richtung aus einem Auto geschleudert. Auch das Auto fährt 100 Kilometer pro Stunde. In welche Richtung wird der Ball fliegen? Oder wird er gar in der Luft still verharren?

Achtung! Experiment SWR Fernsehen

Schnell abgeräumt

Alles ist fein gerichtet, der Tisch ist gedeckt. Und jetzt: ziehen wir mit einem Ruck die Tischdecke weg.
Kein Überfall von Rowdies, sondern ein physikalisches Experiment. Wir testen die Möglichkeiten und die Grenzen des Trägheitsgesetzes. Das geht nicht ohne Schweben ab, aber schließlich erkennen wir: Es kommt auf die richtige Geschwindigkeit an.

Achtung! Experiment SWR Fernsehen

Angestoßen

Das Ziel des Billardspiels ist eindeutig: Es geht darum, Kugeln in Löchern zu versenken. Dazu braucht es oft mehr als einen Stoß und mehr als eine Kugel. Trifft eine Kugel die andere, überträgt die rollende Kugel ihre Energie auf die ruhende. In unserem Fall sind 600 Kugeln im Spiel, aufgereiht hintereinander.
Ein Profibillardspieler wurde engagiert. Einmal darf er stoßen. Wird er es damit schaffen, die erste wie auch die letzte Kugel in Bewegung zu setzen?

Achtung! Experiment SWR Fernsehen

Das schnelle Pendel

Ein Pendel schwingt. Hin und her und her und hin… Das ist uns zu langsam. Wir wollen ein schnelles, rasantes Pendel. Aber wie bringt man ein Pendel dazu, so richtig Fahrt aufzunehmen?
Wir starten eine ganze Reihe von Versuchen. Und landen schließlich mit zwei Kränen, mehreren Laserpistolen und einem Riesenpendel in einer Sporthalle. Eine Geschwindigkeit von 100 Kilometern pro Stunde, diese Marke wollen wir erreichen. Dafür geben wir alles.

Achtung! Experiment SWR Fernsehen

Stimmprobe

Können wir mit bloßer Stimmgewalt ein Glas zerspringen lassen? Professionelle Sänger und Profi-Sportler stellen sich dieser Herausforderung. Jeweils drei Minuten lang setzen sie dem Glas mit ihrer Stimme zu. Doch sie alle scheitern; die erste Runde geht an das Glas. Mit entsprechender Technik dagegen klappt es: ein durchdringender Ton – von einem Tongenerator erzeugt – und das Glas zerspringt. Aber worauf kommt es dabei an? Spielen Tonhöhe und Lautstärke eine Rolle oder etwas ganz anderes? Unsere Probanden geben nicht auf. Ob sie es in der zweiten Runde schaffen?

Achtung! Experiment SWR Fernsehen

Schallparade

Wir können Schall hören, aber nicht sehen – die Schallgeschwindigkeit ist also eine unsichtbare Größe. Aber können wir sie trotzdem sichtbar machen? Ein Experiment soll Aufschluss geben: 86 Flaggenschwenker reihen sich auf einer 1,7 Kilometer langen geraden Straße auf. Ein Klang ertönt: Jeder hebt seine Flagge genau dann, wenn er diesen Klang hört. So müsste sich der Weg des Schalls verfolgen und die Schallgeschwindigkeit messen lassen. Ob das wirklich funktioniert?

Achtung! Experiment SWR Fernsehen

Das Geheimnis der Parabolantenne

Alle Parabolantennen haben die gleiche Form – die einer Parabel. Sie können Radiowellen aus den Tiefen des Alls empfangen, indem sie die schwachen Signale bündeln. Aber wie funktioniert das genau? Um das herauszufinden, haben wir einen Parabolspiegel im Studio aufgestellt. Wir lassen Bälle in den Parabolspiegel fallen und beobachten, wo diese aufkommen und wohin sie springen. Ob es uns so gelingt, das Geheimnis der Parabolantenne zu lüften?

Achtung! Experiment SWR Fernsehen

In der Sonne brutzeln

Sonnenstrahlen können sehr heiß sein, aber sind sie auch heiß genug zum Kochen? Aus vielen kreisförmig angeordneten Spiegeln bauen wir einen Solarkocher. Mit den Spiegeln bündeln wir die Sonnenstrahlen auf den Boden einer Bratpfanne. Ein Drei-Gänge-Menu soll gezaubert werden: Suppe, Gemüse und als Hauptgang ausgerechnet Steak! Um das zu braten, braucht man große Hitze und... Fingerspitzengefühl. Unser Chefkoch hat noch nie mit Sonnenlicht gekocht. Ob ihm das Debüt gelingt?

Achtung! Experiment SWR Fernsehen

Strampeln für Strom

Fahrradfahren und dabei Strom erzeugen? Keine Frage, denn mit dem Tritt in die Pedale können wir einen Generator antreiben. Aber wie viel Strom lässt sich mit reiner Muskelkraft erzeugen? Gelingt es uns, ein Karussell in Schwung zu bringen? Und die Festbeleuchtung soll auch angehen – insgesamt macht das 3500 Watt. Einer allein wird es kaum schaffen, aber für ein Team durchtrainierter Radprofis sollte das eigentlich kein Problem sein... Oder etwa doch?

Achtung! Experiment SWR Fernsehen

Zitronensaft auf Rädern

Hängen wir ein Magnesium- und ein Kupferplättchen in Zitronensaft, so entsteht elektrische Spannung, denn Saft und Metalle reagieren miteinander. Wir können einen Propeller antreiben. Ob wir mit Zitronensaft auch ein Auto zum Laufen bringen können? Das testen wir auf der Rennstrecke – mit einem ganz speziellen Rennwagen... Mit 1400 Zitronenbatterien bestückt, schicken wir ihn an den Start. Eine Strecke von 200 Metern soll er bewältigen. Ob das zu schaffen ist?

Achtung! Experiment SWR Fernsehen

Ein Bild mit Anziehungskraft

Wie kopiert ein Kopierer eigentlich? Wenn wir ein Dokument einlegen, wird es belichtet, eingelesen und dann kopiert. Damit das klappt, erzeugt die Maschine elektrostatische Ladung – und zwar exakt an den Stellen, die, entsprechend dem Original-Dokument, bedruckt werden sollen. Und natürlich müssen wir Toner in den Kopierer füllen, der von der Ladung angezogen wird.
Ob wir mit elektrostatischer Ladung und Toner – aber ohne Kopierer – auch selbst ein Poster drucken können? Wir versuchen es im großen Stil, mit besonders leistungsstarken Ladepistolen...

Achtung! Experiment SWR Fernsehen

Der magnetische Ninja

Ein Magnet Marke Eigenbau? Nichts leichter als das! Kupferdraht um einen Nagel wickeln, die Enden des Drahts abisolieren, damit man ihn an eine Batterie anschließen kann... und fertig ist der Elektromagnet! Je größer die Anzahl der Wicklungen um den Nagel, desto stärker der Magnet. Aber kann so ein Magnet auch das Gewicht eines erwachsenen Mannes halten?
Der blaue Ninja muss es herausfinden: Er verfolgt seinen roten Kontrahenten, der ihm ein Geheimdokument gestohlen hat. Um den roten Ninja zu stellen, muss der blaue Ninja eine Stahlwand bezwingen – sein einziges Hilfsmittel: Elektromagnete!

Achtung! Experiment SWR Fernsehen

Die Eislupe

Wenn wir Papier im Sonnenlicht unter eine Lupe halten, brennt es, denn die Lupe bündelt die Sonnenstrahlen. Sie werden im Brennpunkt so heiß, dass sich das Papier entzündet. Aber wie wird Licht gebündelt? Das Geheimnis steckt in der Form der Lupe: Sie ist gewölbt. Brauchen wir eigentlich Glas oder können wir auch mit Eis Feuer machen, wenn wir es wie eine Lupe formen? Um das herauszufinden, verpasst unser Team einem 200 Kilogramm schweren Eisblock den richtigen Schliff...

Achtung! Experiment SWR Fernsehen

Ein Motorrad unter Druck

Unter Wasser ist die Welt nicht schwerelos. Das wird in unserem Experiment sehr drastisch mithilfe eines Motorrads gezeigt. Wir setzen es dem Druck von 10 000 Metern Tiefe aus. Mit auf Tauchfahrt gehen einige Luftballons. Per Unterwasserkamera beobachten wir das Geschehen. Wer wird die Fahrt in die Tiefe besser überstehen: Maschine oder Ballon?

Achtung! Experiment SWR Fernsehen

Eine Klinge aus Wasser

Mit einem Wasserstrahl einen Apfel zerschneiden – ob das möglich ist? Mit einer gewöhnlichen Wasserpistole klappt es nicht: Ihr Strahl ist zu schwach. Auch die Wasser-Pumpgun schafft es nicht, obwohl sie mehr Druck erzeugen kann.
Wir müssen schwereres Geschütz auffahren! Vielleicht kann ein Hochdruck-Straßenreiniger helfen? Die Pumpe des Fahrzeugs kann einen sehr hohen Wasserdruck erzeugen und eine extrem kleine Düse sorgt für einen scharfen Wasserstrahl. Hält der Apfel auch diesem Druck stand oder wird das Wasser so zur Klinge?

Achtung! Experiment SWR Fernsehen

Schatten auf Wanderschaft

Wo Licht ist, ist auch Schatten. Aber wie verhält es sich eigentlich genau mit Licht und Schatten? Dieser Frage gehen wir nach. Unser Testobjekt: ein 106 Meter hoher Turm. Seinem Schatten bleiben wir einen Tag lang auf den Fersen – mit einem acht Meter langen Fußabdruck aus Stoff! Im Halbstundentakt setzen wir den Riesenfuß an die Spitze des Turmschattens. So dokumentieren wir den Wanderweg des Schattens, Schritt für Schritt. Doch es wird eine Jagd mit Hindernissen, denn der Schatten hält sich nicht an die Verkehrsordnung: Er wandert in Parkanlagen, auf Baumwipfel, Balkone und sogar hinaus aufs Meer. Und die Zeit läuft, denn nur solange die Sonne da ist, können wir auch den Schatten verfolgen...

Achtung! Experiment SWR Fernsehen

Die Wasserwaage

Wir wollen einen Elefanten ohne Waage wiegen. Aber wie soll das gehen? Legen wir ein Gewicht auf ein Boot, dann sinkt das Boot ein. Erhöhen wir das Gewicht, sinkt das Boot tiefer ein. Das bedeutet also: Bei unterschiedlicher Belastung sinkt das Boot jeweils unterschiedlich tief ein; bei gleicher Belastung sinkt es jeweils gleich tief ein. Klingt ganz einfach!
Also, ein Floß nehmen und zunächst den Tiefgang des Floßes ohne den Elefanten markieren. Dann den Elefanten auf das Floß bugsieren und wieder den Tiefgang des Floßes markieren – diesmal mit dem Dickhäuter. Die Differenz der beiden Markierungen entspricht dem Gewicht des Elefanten. Aber wie viel wiegt er denn nun eigentlich genau?

Achtung! Experiment SWR Fernsehen

Licht auf Umwegen

Einen Lichtstrahl wollen wir durch ein Naturkundemuseum lenken, 350 Meter weit! Zwei Gebäude soll er durchqueren, Treppen überwinden, eine Kurve kriegen und zu einer Kiste gelangen. Ein Mädchen sitzt dort im Dunkeln und hofft auf Licht...
Unsere Hilfsmittel: Laserlicht und jede Menge Spiegel. Von einem Spiegel reflektieren wir den Laserstrahl auf den nächsten – zunächst im Zickzack-Kurs durchs Treppenhaus. Jeder Spiegel muss genau im richtigen Winkel ausgerichtet werden. Ob der Lichtstrahl wirklich ans Ziel gelangt?

Achtung! Experiment SWR Fernsehen

Der Meister und das Buch

Bücher kann man sammeln, lesen oder auch an ihnen einen Sumoringer in die Luft ziehen. Denn zwischen ihren Seiten stecken enorme Kräfte: die Reibungskräfte. Sie wollen wir nutzen, um den Meister der Sumoringer zu besiegen. Seine Gewichtskraft gegen die Kraft der Buchseiten. Werden wir es schaffen, ihn, nur gehalten von den Seiten zweier Bücher, in die Höhe zu ziehen?

Achtung! Experiment SWR Fernsehen

Schwingen bis der Strom fließt

Eine Glühbirne soll zum Leuchten gebracht werden. Die Energie dafür soll vom Erdmagnetfeld kommen. Ein großes Team steht bereit, um Drahtseile entlang der magnetischen Bahnen zu schwingen. Werden die Kräfte der magnetischen Pole ausreichen, um die Glühbirne zum Leuchten zu bringen?

Achtung! Experiment SWR Fernsehen

Ein Hubschrauber mit Gummiantrieb

Wenn wir ein Gummiband auseinanderziehen und loslassen, zieht es sich von selbst wieder zusammen. Dabei übt es Kraft aus – Spannkraft. Bündeln wir einzelne Gummibänder zu Strängen, können wir diese Spannkraft erhöhen. Aber wie groß ist sie überhaupt und wofür können wir sie nutzen? Als erstes versuchen wir, mit Gummibändern einen Propeller zu starten. Unser Team macht sich an die Arbeit und knüpft Tausende von Gummibändern zusammen…

Achtung! Experiment SWR Fernsehen

Das Luftballon-Fahrzeug

Viele prall aufgeblasene Ballons und ein Fahrzeug ohne Räder – zusammen ergibt das ein Luftkissenfahrzeug. Wir wollen es samt einem Fahrer in Bewegung versetzen. Gefährt und Fahrer zusammen wiegen über 100 Kilogramm. Können wir dieses massive Fahrzeug in Gang bringen, mit einem Antrieb aus Ballonluft?

Achtung! Experiment SWR Fernsehen

Klaviertransport mit Flaschenzug

Wer etwas Schweres heben möchte, braucht starke Muskeln – oder einen Flaschenzug. Die Rollen eines Flaschenzugs verteilen das Gewicht einer Last gleichmäßig und erleichtern das Hochziehen. Ein Flaschenzug ersetzt also viele Helfer. Was aber, wenn die Last aus einem Klavier besteht und nur ein einzelner Mann am Zugseil steht? Wird er es schaffen, das Klavier hochzuziehen, nur mithilfe einiger Flaschenzüge?

Achtung! Experiment SWR Fernsehen

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Autor/in
Margret Datz