Männeken Piss - s

Schwerpunktthema
Wasser
Phänomen Experiment Wasserdruck
Nr. 1
Männeken Piss
Alltagsbezug
Abb. 3:Beide Löcher
mit Tesaband
verschließen
Kinder erfahren Phänomene, die den Wasserdruck betreffen, auf
vielfältige Art und Weise: Der Wasserstrahl aus einer Regen­tonne
im Garten wird mit abnehmendem Wasserstand im Behälter
immer dünner. Kinder aus ländlichen Gegenden haben viel­
leicht schon beobachtet, dass sich Wassertürme immer an den
höchsten Erhebungen der Umgebung befinden. Warum sind die
Wassertürme eigentlich überhaupt so hoch gebaut?
Andere Kinder haben bereits eine Wasserrutsche benutzt und
unter Wasser einen erhöhten Druck in den Ohren gespürt!
Abb. 1: Die Materialien
Abb. 2: Löcher in markierte Stellen stechen
Der Versuch beginnt
Versuchsüberblick
Dieses einfache Experiment verdeutlicht, dass der Wasserdruck
mit zunehmender Tiefe ansteigt. Aus einer gefüllten Flasche
strömt Wasser deutlich stärker, wenn man ein Loch in Bodennähe
statt weiter oben einsticht.
• Ü
berlegen Sie sich einen geeigneten Einstieg in das Experi­
ment. Besprechen Sie mit den Kindern z.B. die Funktion von
Wassertürmen. Sie könnten dabei die Frage stellen, warum
diese eigentlich immer so hoch sind und sich dazu noch an
den höchsten Erhebungen der Gegend befinden. Vielleicht
führen Sie sogar eine Exkursion zu einem nahe gelegenen
Wasserturm durch. Andere Möglichkeiten der Einführung
finden Sie stichwortartig in der Rubrik „Alltagsbezug“.
• F ür den eigentlichen Versuch entfernen die Kinder zuerst die
Banderole von der Flasche.
• J etzt müssen zwei Löcher in die Flasche gestochen werden:
Eines sollte sich knapp oberhalb der Mitte der Flasche befin­
den und eines senkrecht darunter etwa 3 cm über dem Boden
(Abb. 2). Um die Löcher wiederzufinden, ist es sinnvoll, die
Stellen vorher mit einem Permanentmarker zu kennzeichnen.
Materialien
Für jedes Kind:
•
•
•
•
ine große Plastikflasche
E
Ein Trichter
Ein dünner Nagel oder eine Pinnwandnadel (Achtung: Nägel oder ähnliche spitze Gegenstände sind potenziell gefährlich)
Eine größere Plastikwanne (kann auch von zwei Kindern
genutzt werden)
• Eine Gießkanne oder ein ähnlicher Behälter als Wasser­
speicher
• Tesaband mit Abroller oder einer Schere
• Ein Permanentmarker
Siehe Abb. 1
So geht es weiter
• N
un kleben die Kinder mit einem einzelnen ausreichend lan­
gen Tesabandstreifen beide Löcher gleichzeitig ab (Abb. 3),
stellen die Flasche in die Plastikwanne und füllen sie voll
Wasser (Abb. 4).
• D
er dafür benutzte Trichter kann auf der Flasche bleiben und
ist auch zum späteren Nachfüllen nützlich.
• Die Flasche darf nicht verschlossen werden!
• F ragen Sie die Kinder, aus welchem Loch das Wasser wohl am
stärksten herausströmen wird, wenn sie jetzt das Tesaband
abziehen.
• A
m besten gelingt das Abziehen, wenn ein Kind die Flasche
festhält und ein anderes mit einem Ruck das Tesaband ent­
fernt (Abb. 5).
Schwerpunktthema
Wasser
Phänomen Experiment Wasserdruck
Nr. 1
Männeken Piss
Das passiert
Wasser strömt aus dem unteren Loch deutlich stärker und weiter
heraus als aus dem oberen (Abb. 6).
Wird mit der Gießkanne laufend Wasser nachgegossen, so kön­
nen die Kinder das Phänomen länger beobachten. Manchmal
kommt das Wasser nicht als Strahl aus dem Loch, sondern läuft
als Rinnsal seitlich an der Flasche hinunter. Hält man das Loch
kurz zu, entsteht eventuell wieder ein Strahl. Ansonsten muss
die Flasche außen abgetrocknet und neu abgeklebt werden
(eventuell die Löcher vergrößern und unbedingt die Banderole
entfernen!).
Ideen zur Fortsetzung
Alternativ stechen die Kinder jeweils nur ein Loch an unter­
schiedlichen Stellen in die Flaschen und vergleichen die je­
weilige Stärke des Strahls.
Abb. 4: Wasser in die
Flasche füllen
Abb. 5: Tesaband abziehen
Die Kinder sollten einmal ausprobieren, was passiert, wenn sie
die Flaschen zusammendrücken.
Ein weiterer interessanter Aspekt ergibt sich, wenn die Öffnung
der Flasche mit dem Deckel verschlossen wird – der untere
Strahl wird erhalten bleiben, aber durch das obere Loch strömt
Luft in die Flasche hinein! Drückt man mit dem Daumen eins
der beiden Löcher zu, so wird aus dem verbliebenen Loch bei
geschlossenem Deckel auch kein Wasser mehr herausströmen.
Der Hintergrund
Wasser besteht aus vielen kleinen Teilchen, die alle ein Gewicht
haben. Je mehr Wasserteilchen übereinander liegen, desto grö­
ßer ist das Gewicht, das nach unten drückt. Um dies zu demons­
trieren, könnte sich ein kräftiges Kind auf den Boden legen oder
auf einen Stuhl setzen. Ein oder zwei weitere Kinder legen bzw.
setzen sich dann auf dieses Kind und veranschaulichen so, wie
der Druck steigt.
Der Wasserdruck nimmt also mit zunehmender Wassertiefe zu
und deshalb ist in unserem Versuch der untere Strahl stärker als
der obere.
Abb. 6: Der untere Wasserstrahl ist stärker
Schraubt man die Flasche zu und wird ein Loch abgedeckt, so
versiegt der verbleibende Strahl nach einiger Zeit, weil keine Luft
nachströmen kann. In der Flasche entsteht ein Unterdruck, der
weiteres Herausfließen von Wasser verhindert. Um den entste­
henden Unterdruck auszugleichen, muss also Luft in die Flasche
hineinströmen können. Befinden sich zwei Löcher in der Flasche,
geschieht dies immer am oberen Loch, weil dort ein geringerer
Wasserdruck herrscht. Durch das untere Loch kann dann weiter­
hin Wasser ausströmen.
Das Gewicht des Wassers drückt natürlich auch auf einen Tau­
cher. Sein Trommelfell im Ohr wird durch den Wasserdruck nach
innen gedrückt und erzeugt dabei manchmal sogar ein Knacken.
Damit das Wasser durch lange Wasserleitungen auch bei uns
noch mit genügend Druck aus der Leitung kommt, wird es in
hohen Wassertürmen gelagert. Diese Wassertürme stehen an
den höchsten Stellen der gesamten Umgebung, was den Druck
in den Wasserleitungen weiter steigert.