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- Kinderfachhochschule - 1.Kennenlernen und Sicherheit 2.Historie und Einführung zum Fahrrad (mit Fahrrädern) 3.Mechanik: Schaltung 4.Mechanik: Hydraulik.

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1 - Kinderfachhochschule - 1.Kennenlernen und Sicherheit 2.Historie und Einführung zum Fahrrad (mit Fahrrädern) 3.Mechanik: Schaltung 4.Mechanik: Hydraulik und Bremsen 5.Mechanik: Federung und Kreisel (mit Fahrrädern) 6.Elektrizität und Optik 7.Bewegung, Geschwindigkeit und Reaktion 8. Aerodynamik 9. Akustik: Wind und Klingeltöne 10. Ernährung, Energie, Training, Ergometer Frank Kameier Themenübersicht 2. Schulhalbjahr 2010/2011 (Mai bis Juli 2011 – 10 Termine)

2 - Kinderfachhochschule - Juri Jelinek/Sanje Kapoor - Kinderfachhochschule - Leistung Schätzen und Darstellung des Energieverbrauchs eines Menschen, bei der Belastung durch Fahrradfahren. In Nahrungsmitteln steckt Energie. Wenn wir sagen, ein Würfel Zucker habe 12 Kalorien, so meinen wir 12 Kilokalorien (kcal), genaugenommen müssten wir von 50 Kilojoule (kJ) sprechen. Das Umrechnen in Kilojoule macht Sinn, denn mit der Einheit Joule lässt sich ganz einfach eine Beziehung zwischen dem Energiegehalt eines Zuckerwürfels und dem Energieverbrauch eines Elektrogerätes herstellen. Leistung und Energie

3 - Kinderfachhochschule - Energiebedarf des Menschen Menschliche Körper benötigt pro Tag ca.100 kJ pro kg Körpergewicht wenn er ruht, also täglich 4000 kJ (kJ / 3600s = kWh - etwa 1,1 kWh) für einen 40 kg schweren Menschen. Der Energieumsatz hängt stark von der jeweiligen Person, deren körperlichen Größe, Kondition sowie körperlicher Aktivität und der Umgebungstemperatur ab. Bei körperlicher Belastung kann sich dieser Wert nahezu verdoppeln. - Kinderfachhochschule - Juri Jelinek/Sanje KapoorLeistung Leistung und Energie

4 - Kinderfachhochschule - Beim Fahrradfahren brauchen wir Energie um : das Rad zu beschleunigen, gegen die Rollreibung anzutreten, den Luftwiderstand zu überwinden, die Verluste im Antrieb des Rades auszugleichen. Wer schnell fährt, pedaliert vor allem gegen den Luftwiderstand. Im Alltag bei 20 km/h, hat auch der Rollwiderstand einen wesentlichen Anteil von 30 bis 50 % an der Summe aller Fahrwiderstände. Erforderliche Leistung um den Luftwiderstand zu überwinden: Leistung in Watt = Luftdichte = Der Rollwiderstand entspricht dem Verformungswiderstand eines sich abwälzenden Körpers: – Rollwiderstand ist Rollwiderstandskoeffizient mal Normalkraft Energiebedarf beim Radeln Juri Jelinek/Sanje KapoorLeistung Kinderfachhochschule - Quelle:http://quarks&co.de/

5 - Kinderfachhochschule - Die Ernährung des Menschen dient der Aufnahme von Lebensmitteln, die der Mensch zum Aufbau seines Körpers und zur Aufrechterhaltung seiner Lebensfunktionen benötigt. Menschen ernähren sich aber oft zu unausgewogen und wissen nicht was wie viel Nährwert (kcal) enthält und wie viel man davon täglich zu sich nehmen soll um gesund zu bleiben. Leistung und Nahrung - Kinderfachhochschule - Juri Jelinek/Sanje KapoorLeistung 2011

6 - Kinderfachhochschule - Die Ernährungspyramide mit Nahrungsaufnahme Empfehlungen für eine gesunde abwechslungsreiche Ernährung. - Kinderfachhochschule - Juri Jelinek/Sanje KapoorLeistung Ernährungspyramide Quelle:http://de.academic.ru/dic.nsf/dewiki/405891http://de.academic.ru/dic.nsf/dewiki/405891

7 - Kinderfachhochschule - Juri Jelinek/Sanje KapoorLeistung Versuchsaufbau Pulsuhr Brustgurt Rollentrainer Quizkarten Quelle: ;

8 - Kinderfachhochschule - Juri Jelinek/Sanje KapoorLeistung Quizkarten Quelle:

9 - Kinderfachhochschule - Versuchsablauf Juri Jelinek/Sanje KapoorLeistung Die Versuchspersonen sollen sich auf dem Rollentrainer körperlich betätigen. Im Anschluss wird die verbrannte Kaloriemenge von der Pulsuhr abgelesen. Wenn das erfolgt ist werden der Versuchsperson verschiedene Quizkarte gezeigt. Anhand dieser soll geschätzt werden wie viel Kalorie die abgebildete Nahrung enthält und in welchen Mengen sie verzehrt werden sollte um den Energiebedarf für die Anstrengung zu tilgen.

10 - Kinderfachhochschule - Aus dem Quiz lernen die Kinder, dass Süßes und Fettiges sehr viel mehr Kalorien hat als sie benötigen und deswegen sollten sie diese Art von Nahrung nur in kleinen Mengen konsumieren. Im Vergleich haben andere (gesunde) Lebensmittel sehr wenig Kalorien (Gemüse, Früchte, usw.) und können meistens ohne Bedenken in großen Mengen verzehrt werden. Mit der Verdeutlichung durch die körperliche Belastung und der Verbrauchsauswertung mit der Polar-Uhr wird das Bewusstsein für den eigenen Energiebedarf und für die Ernährung gesteigert. - Kinderfachhochschule - Juri Jelinek/Sanje KapoorLeistung Auswertung

11 - Kinderfachhochschule - Physikalische Größen Weg[m]Einheit Meter Zeit[s]Einheit Sekunde Geschwindigkeit[m/s]Einheit Meter pro Sekunde Beschleunigung[m/s 2 ]Einheit Meter pro Sekunde zum Quadrat Masse[kg]Einheit Kilogramm Kraft [N]Einheit Newton= Kilogramm mal Meter pro Sekunde zum Quadrat Arbeit=Energie[Nm]=[J]Einheit Newton mal Meter=Joule Arbeit=Kraft x Weg Leistung[J/s]=[W]Einheit Joule pro Sekunde=Watt Leistung [W]=[Nm/s]=Kraft mal Geschwindigkeit | proportional Geschwindigkeit zum Quadrat Leistung proportional Geschwindigkeit hoch drei P~v 3

12 - Kinderfachhochschule - Energiegrößen -Einheiten KraftNkg m/s^2 Kraft x Weg Arbeit Energie NmJ kg m^2/s^2 Arbeit / Zeit Leistung J/sW Energieverbrauch= Leistung*Zeit=Arbeit kWhkJ/3600 Tafel Schokolade mit 2347 kJ Brennwert (spez. Wärmekapazität Wasser c=4200 J/(kg K) Mit einer Tafel Schokolade kann man 6,6 kg Wasser (=6,6 Liter) von 15° C zum Kochen auf 100° C erhitzen.

13 - Kinderfachhochschule - Frank Kameier Das kleine Einmaleins der Größen und Einheiten Kraft * Weg = Arbeit = Energie [N] [m] [Nm] [J] Verbrauch [J]= Leistung [W] * Zeit [s] (kwh werden bezahlt : Strom 0,23, Gas 0,07 )

14 - Kinderfachhochschule - Michael Gressmann: Fahrradphysik und Biomechanik, 10. Auflage, Kiel, 2009 Kalorieverbrauch pro Stunde = Energiebedarf 1 Tafel Schokolade reicht für 40 km Fahrradweg!

15 - Kinderfachhochschule - Michael Gressmann: Fahrradphysik und Biomechanik, 10. Auflage, Kiel, 2009 Energieinhalt von Lebensmitteln 1 kg Zucker (Jelly Belly) erfordert etwa 15 Stunden Fahrradfahren mit 20 km/h! Oder … man wird dick! Frank Kameier

16 - Kinderfachhochschule - Ernährungspyramide


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