Fliegen und Flugzeuge

Autor: Weltner, Klaus
Titel: Physik des Fliegens im Unterricht.
Quelle: In: Naturwissenschaften im Unterricht. Physik,(1990) 4, S. 4–15

Abstract: Die Physik des Fliegens spielt in den Lehrplaenen eine untergeordnete Rolle. Gruende fuer die Randstellung des Themas sind: die dominierende Rolle der Flugphysik in der NS-Zeit und die geringen Kenntnisse des Physiklehrers ueber dieses Thema. Systematische Untersuchungen von Schuelerinteressen zeigen jedoch, dass die Frage nach den Ursachen des Fliegens bei den Schuelern einen hohen Stellenwert besitzt. Sie erwarten vom Physikunterricht eine Antwort. In den Schulbuechern herrscht ein Erklaerungsmuster vor, das sich auf das Gesetz von Bernoulli stuetzt. Dieses stellt einen Zusammenhang zwischen dem statischen Druck in dem stroemenden Medium und der Stroemungsgeschwindigkeit her. Die Physik des Fliegens laesst sich jedoch auch auf Rueckstossbetrachtungen gruenden. Um die Phaenomene, die zum Auftrieb fuehren, mit Alltagserfahrungen zu verknuepfen, wird im Unterricht der Hubschrauber vor dem Flugzeug thematisiert. Diese Betrachtungen fuehren zu einer grundsaetzlichen Erklaerung des Auftriebs. Sie koennen ergaenzt werden durch erweiternde Untersuchungen, die sich mit folgenden Phaenomenen befassen: Auftrieb und Anstellwinkel und Luftgeschwindigkeit an der Tragflaechenoberseite. UNTERRICHTSGEGENSTAND: Einfuehrung in die Physik des Fliegens.

Schlagwörter: Flugphysik, Strömungsmechanik, Aerodynamik, Unterrichtsplanung, Flugzeug, Experiment, Handreichung, Fotografie, Hubschrauber, Unterrichtsmaterial, Grafische Darstellung, '>Auftrieb , Gymnasium, Sekundarstufe I, Physik

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Autor: Neutzler, Michael
Titel: Der Hubschrauber.
Quelle: In: Naturwissenschaften im Unterricht. Physik,(1990) 4, S. 16–19

Abstract: Hubschrauber benoetigen keine Startbahn, und sie haben gute Manoevriereigenschaften. Die noetige Anstroemung erzielt das Fluggeraet durch die Drehbewegung der Rotorblaetter, die den Fluegeln entsprechen. Schwebt der Hubschrauber ueber dem Boden, so muessen die Rotorblaetter einen nach oben gerichteten Auftrieb erzeugen. Jener ist genauso gross wie das Gewicht des Hubschraubers. Zu Beginn des Starts sind die Rotorblaetter zunaechst in fast waagerechter Stellung. Um abzuheben vergroessert der Pilot bei laufenden Rotoren die Anstellwinkel der Blaetter. Der Hubschrauber hebt ab, wenn die Auftriebskraft groesser als die Gewichtskraft ist. Beim Horizontalflug muss der Hubschrauber eine Kraftkomponente in Richtung der gewuenschten Flugrichtung herstellen. Das Geraet wird daher nach vorn gekippt. Die Rotorachse zeigt dabei leicht nach vorn. Faellt der Motor aus, dann laesst sich ein Absturz vermeiden. Der Hubschrauber wird in eine schraeg nach unten gerichtete Fluglage gebracht, und der Anstellwinkel der Blaetter wird verkleinert. Um beim Landen die Sinkgeschwindigkeit zu reduzieren, muss im Moment der Landung der Anstellwinkel wieder vergroessert werden.

Schlagwörter: Flugphysik, Strömungsmechanik, Aerodynamik, Sekundarbereich, Hubschrauber, Grafische Darstellung, Gymnasium, Physik, Sachinformation

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Autor: Luchner, Karl
Titel: Ein Grossflugzeug (Jumbo), physikalisch abgeschaetzt.
Quelle: In: Naturwissenschaften im Unterricht. Physik,(1990) 4, S. 20–22

Abstract: Das Erlebnis des Starts eines Grossflugzeuges ist geeignet, um mit physikalischen Abschaetzungen greifbare Erkenntnisse zu liefern. Fuer ein Grossflugzeug muessen folgende Forderungen gelten: Gleichgewicht zwischen Auftriebskraft und Gewichtskraft bei: moeglichst kleiner Geschwindigkeit und bei moeglichst grosser Reisegeschwindigkeit, bei verschiedener Flughoehe und bei sich aenderndem Treibstoffverbrauch. Fuer die folgenden Abschaetzungen sind die technischen Daten des Grossflugzeuges erforderlich, die der Flugpassagier in der Bordlektuere vorfindet. Ferner muss bekannt sein: Fluggeschwindigkeit, Groesse der Tragflaeche, Luftdichte und geometrische Form der Tragflaechen. Mit Hilfe dieser Kenntnisse lassen sich abschaetzen: Startbahnlaenge, Beschleunigung, die zum Start notwendige Schubkraft, der dynamische Auftrieb der Tragflaechen, und der Wirkungsgrad der Triebwerke. UNTERRICHTSGEGENSTAND: Physikalische Berechnungen.

Schlagwörter: Beschleunigung, Flugphysik, Strömungsmechanik, Aerodynamik, Unterrichtsplanung, Sekundarbereich, Flugzeug, Handreichung, Energieumwandlung, Unterrichtsmaterial, '>Auftrieb , Gymnasium, Physik

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Autor: Strienz, Klaus
Titel: Bau von Flugmodellen in der Schule.
Quelle: In: Naturwissenschaften im Unterricht. Physik,(1990) 4, S. 23–26

Abstract: Lehrer aller Schularten koennen ohne thematische Vorkenntnisse gemeinsam mit ihren Schuelern die Faszination des Fliegens mit Funktionsmodellen erleben. Erste Erfahrungen mit dem Phaenomen Fliegen koennen mit Papier-, Karton- oder Balsaholzflugmodellen gesammelt werden. Dazu gibt es eine Vielzahl von Baumappen, Bauanleitungen und Taschenbuechern. Der Bau von Fortgeschrittenenmodellen setzt etwas Erfahrung voraus. Die Flugleistungen dieser Modelle sind so gut, dass sich die finanziellen Mehrkosten lohnen. Der Bau kann realisiert werden durch den Kauf von Bausaetzen fuer Freiflugmodelle in Modellbaufachgeschaeften, durch die Kontaktaufnahme mit einem Luftsportverein oder durch die Erfahrungen, die bei der Teilnahme an besonderen Lehrerforbildungskursen des Deutschen Aeo Club gesammelt wurden. Der Bau der Flugzeuge kann in Projektwochen erfolgen. UNTERRICHTSGEGENSTAND: Flugmodellbau.

Schlagwörter: Flugphysik, Sekundarbereich, Flugzeug, Handreichung, Fotografie, Unterrichtsprojekt, Materialsammlung, Modellbau, Unterrichtsmaterial, Bauanleitung, Physik

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Autor: Reis, Herbert
Titel: Drachenfliegen – ein Thema fuer den Unterricht mit einer Bauanleitung fuer ein Modell und einen Windkanal.
Quelle: In: Naturwissenschaften im Unterricht. Physik,(1990) 4, S. 27–31

Abstract: Das Thema Drachenfliegen wird in einer 9. Realschulklasse faecheruebergreifend als Projekt durchgefuehrt. Dabei steht die Darstellung des aerodynamischen Auftriebs im Physikunterricht im Mittelpunkt. Dazu bauen die Schueler im Polytechnikunterricht ein Drachengleiter-Modell. Dieser Rogallo-Drachen kann mit Hilfe eines beiliegenden Bauplans in einer Unterrichtsstunde angefertigt werden. Dank einer weiteren Bauanleitung kann im Unterricht ein Geblaese konstruiert werden. Mit dem Geblaese und dem Flugmodell lassen sich nun flugphysikalische Versuche durchfuehren. UNTERRICHTSGEGENSTAND: Bau eines Drachengleiter-Modells.

Schlagwörter: Flugphysik, Realschule, Strömungsmechanik, Drachengleiter, Aerodynamik, Schuljahr 09, Flugzeug, Drachenfliegen, Handreichung, Fotografie, Unterrichtsprojekt, Modellbau, Unterrichtsmaterial, Grafische Darstellung, '>Auftrieb , Bauanleitung, Sekundarstufe I, Physik

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Autor: Hildebrandt, Volker
Titel: Bumerang als Projektwochenthema.
Quelle: In: Naturwissenschaften im Unterricht. Physik,(1990) 4, S. 32–35

Abstract: Ein Bumerang laesst sich im Rahmen einer Projektwoche herstellen. Dabei muessen mehrere Voraussetzungen beachtet werden. Einmal muss ein geeignetes Wurfgelaende vorhanden sein. Um Sach- und Personenschaeden zu vermeiden, sollte man eine grosse abgemaehte Wiese oder einen Sportplatz fuer die Flugversuche aufsuchen. Ein Risiko stellt das Wetter dar, da etwa die Haelfte der Projektwochenzeit im Freien zugebracht wird. Sollte es jedoch regnen, dann gibt es zahlreiche Ausweichmoeglichkeiten. Es koennen z. B. Zimmerbumerangs aus Balsaholz gebaut werden, die man in der Aula oder in der Turnhalle fliegen lassen kann. Da die juengeren Schueler noch nicht ueber genuegend Kraft verfuegen, um einen Bumerang zu werfen, sollte das Thema auf Schueler der Klassen 7 bis 9 beschraenkt bleiben. Finnisches Birkensperrholz hat sich zum Bumerangbauen als optimal erwiesen. Da jede Lage nur wenige Millimeter dick ist, weist der Bumerang eine hohe Bruchfestigkeit auf. Dieses teure Material ist dem weitaus preiswerterem Sperrholz vorzuziehen. Bei der Planung der Projektwoche sind lange Lieferzeiten fuer das Material zu beachten. Da mit Lacken und Loesungsmitteln gearbeitet werden muss, sollte nicht nur ein Werkraum, sondern auch ein weiterer Raum vorhanden sein. UNTERRICHTSGEGENSTAND: Bau eines Bumerangs.

Schlagwörter: Schuljahr 06, Sekundarbereich, Handreichung, Theorie, Unterrichtsprojekt, Bumerang, Basteln, Unterrichtsmaterial, Grafische Darstellung, Bauanleitung, Physik

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