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Hintergrund

Was ist Magnetismus?

Magnetismus ist eine Eigenschaft der elektromagnetischen Kraft. Damit ist die physikalische Entwicklung gemeint, die stattfindet, wenn Objekte, die magnetische Felder erzeugen, andere Objekte anziehen oder abstoßen.

Magnet zieht Büroklammern aus Metall an.
Magnet zieht Metallobjekte

Was sind Magnete?

Magnete werden aus ferromagnetischen Metallen wie Nickel und Eisen hergestellt. Jedes dieser Metalle verfügt über die besondere Eigenschaft, sich gleichmäßig magnetisieren zu lassen. Dadurch wird das Magnetfeld gelöscht, das unsere magnetischen Gegenstände beeinflusst.

Einige Gegenstände können mit elektrischem Strom magnetisiert werden. Wenn beispielsweise ein elektrischer Strom durch eine Drahtspule fließt, wird ein Magnetfeld erzeugt. Das Magnetfeld endet allerdings, sobald der elektrische Strom abgeschaltet wird.

Ein Elektromagnet, der durch die Verbindung einer Batterie mit einem Draht mit einem Nagel entsteht. Pfeile zeigen an, dass der Strom in einer Schleife fließt.
Elektromagnet

Es gibt sowohl natürliche als auch künstliche Magnete. Magnetsteine sind natürliche Magnete aus Magnetit.

Ein Stück Magnetit.
Magnetit - Natürlich vorkommender magnetischer Stein

Was sind magnetische Pole?

Alle Magnete haben Nord- und Südpole. Dabei ziehen sich entgegengesetzte Pole an, während sich gleiche Pole abstoßen. Die magnetische Kraft in einem Magneten fließt von einem Ende des Objekts zum anderen. Ein Ende wird Nordpol genannt, das andere Südpol, da sie mit dem magnetischen Nord- und Südpol der Erde in Verbindung stehen. Das Magnetfeld fließt von N nach S. In dieser Einheit untersuchen die Schüler die Magnetpole verschiedener Magnete und analysieren ihre gegenseitige Wirkung.

Visualisierung des Magnetfelds zwischen zwei Magneten, dargestellt durch Linien und Pfeile. Die Kraft fließt ungehindert von Nord nach Süd, und es gibt keine Linien, die Süd mit Süd oder Nord mit Nord verbinden.
Magnetfelder - Kraft zieht N nach S an

Was ist Magnetkraft?

Magnetkraft, die den Südpol eines Magneten zum Nordpol einer Büroklammer zieht.
Magnetkraft: Nord und Süd ziehen sich an

Die magnetische Kraft ist eine Folge der Bewegung der Elektronen. Zwischen zwei Gegenständen, die Elektronenladungen mit der gleichen Bewegungsrichtung enthalten, besteht eine magnetische Anziehungskraft, ähnlich wie zwischen einem Magneten und einer Büroklammer.

Magnetische Kraft, die den Südpol eines Magneten vom Südpol eines anderen Magneten abstößt.
Magnetkraft - Gleiche Pole stoßen sich ab

Ebenso besteht zwischen geladenen Objekten, die sich in entgegengesetzte Richtungen bewegen, eine abstoßende Kraft.

In dieser Einheit konzentrieren sich die Schüler darauf, die Magnetkraft derselben Magnetpole zu nutzen, um das Magnetauto durch das Klassenzimmer zu schieben und zu ziehen.

Rote Nord- und schwarze Südmagnete im VEX GO Kit

Das VEX GO Kit enthält zwei Magnete (einen mit Nordpol und einen mit Südpol). Sie bestehen aus einem 1x4-Träger mit einem an einem Ende befestigten Magneten. Sie können einzeln verwendet oder an andere VEX GO-Teile angehängt werden, um neue Objekte, beispielsweise Manipulationswerkzeuge, zu erstellen. In dieser Einheit bestimmen die Schüler, ob etwas magnetisch ist oder nicht, indem sie mit Unterrichtsgegenständen und den im VEX GO Kit enthaltenen Magneten experimentieren.

Zwei VEX-Magnetteile, ein rotes mit Nordpol und ein schwarzes mit Südpol.
VEX Nord- und Südmagnete