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Triff ins Schwarze!
Beitrag von: The Franklin Institute
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Experiment Category: 
Mathematik
Physical Sciences
Ziel: 

Mit Schlagwinkeln experimentieren, um die Flugbahn des Balls bestimmen zu lernen.

Benötigtes Material: 
  • Eine Wand und eine große harte Fläche im Freien (wie ein Garagentor und eine Einfahrt)
  • Einen Tennisschläger
  • Einen Tennisball
  • Ein Maßband oder einen Zollstock
  • 5 Blatt Papier
  • Klebeband
  • Marker
  • Eine Stoppuhr (optional)
Aufgaben und Beobachtungen: 

Stelle mit Papier und Marker Zielscheiben her und beschrifte sie von 1 bis 5. Befestige die Zielscheiben mit Klebeband an der Wand. Achte darauf, dass sie einen Mindestabstand von 107 cm zum Boden haben (die Höhe eines Tennisnetzes beträgt 107 cm). Klebe eine Zielscheibe hoch, eine direkt über das "Netz" und ein paar links und rechts der Mitte. Nimm deinen Tennisschläger und einen Ball und stelle dich in einiger Entfernung zur Wand, beginnend mit einem Abstand von rund 2,5 Metern. Lass den Ball aufspringen und schlage ihn dann mit dem Schläger. Mache ein paar Übungsschläge und versuche dann, die Zielscheiben zu treffen. Was musst du mit dem Schläger machen, um die einzelnen Zielscheiben zu treffen? Gehe ein paar Schritte zurück und versuche es erneut. Ist es nun leichter oder schwerer, die Zielscheiben zu treffen? Wie sieht das aus, wenn du etwas an der Schlägerhaltung veränderst? Gehe ein paar Schritte nach vorne und versuche es erneut. Ist es nun leichter oder schwerer, die Zielscheiben zu treffen? Wie sieht das aus, wenn du etwas an der Schlägerhaltung veränderst? Halte die Zeit fest - zähle, wie viele Zielscheiben du in 30 Sekunden treffen kannst. In 15 Sekunden. Wenn du keine Uhr hast, zähle, wie viele Zielscheiben du hintereinander ohne einen Fehlschlag triffst.

Was passiert: 

Unabhängig von deiner Spielstärke spielen die Gesetze der Physik beim Tennis eine große Rolle. Dieses Experiment zeigt, wie der Winkel deines Rackets die Flugbahn des Balls beeinflusst, wenn du versuchst, die Zielscheiben zu treffen. Flugbahn ist der Weg des Balls, nachdem er deinen Schläger verlassen hat. In der Luft beschreibt der Ball einen Bogen (ähnlich wie ein Fußball, der nach dem Abstoß einen Bogen in der Luft beschreibt). Die Kunst besteht darin, den richtigen Bogen herauszubekommen, damit der Ball auf einer Zielscheibe landet. Der vertikale Winkel des Rackets besagt, wie weit du die Schlägerfläche "öffnest", um den Ball zu treffen. Man spricht also von einem Null-Grad-Winkel, wenn die Schlägerfläche parallel zur Wand zeigt, und von einem 90-Grad-Winkel, wenn die Schlägerfläche parallel zum Boden zeigt. Ein Schlag mit einem Null-Grad-Winkel ergibt einen "Geradschlag", d.h. keinen Bogen. Wenn du den Winkel vergrößerst, erhält der Ball eine bogenförmigere Flugbahn und trifft die Zielscheiben, die sich weiter oben an der Wand befinden.

Tipps für Eltern und Lehrer: 

Diese Aktivität kann durch die Diskussion darüber erweitert werden, welchen Einfluss die Ballgeschwindigkeit auch auf die Flugbahn des Balls hat. Allgemein gilt: Je härter der Ball geschlagen wird, umso weiter fliegt er. Du kannst die Ballfluglänge verkürzen, indem du den vertikalen Winkel deines Schlägers vergrößerst (sodass er einen größeren Bogen beschreibt) und den Ball mit der gleichen Härte schlägst.