Volumen | MathCityMap

Aufgabe der Woche: Blumentopf

Wenn Sie das MathCityMap Portal durchforsten, werden Sie feststellen, dass Blumentöpfe für vielfältige geometrische Aufgabenstellungen dienen. Alleine durch das häufige Vorkommen und die verschiedenen Formen (Zylinder, Prisma mit sechseckiger Grundfläche, etc.) wird die Fragestellung, wie viel Liter Erde in einen Blumentopf passen, realisiert. In der heutigen Aufgabe der Woche handelt es sich um einen Blumentopf […]

Wenn Sie das MathCityMap Portal durchforsten, werden Sie feststellen, dass Blumentöpfe für vielfältige geometrische Aufgabenstellungen dienen. Alleine durch das häufige Vorkommen und die verschiedenen Formen (Zylinder, Prisma mit sechseckiger Grundfläche, etc.) wird die Fragestellung, wie viel Liter Erde in einen Blumentopf passen, realisiert. In der heutigen Aufgabe der Woche handelt es sich um einen Blumentopf in Form eines Kegelstumpfs.

Aufgabe der Woche: Blumentopf (Aufgabennummer: 1219)

Wie viel Erde befindet sich in dem Blumentopf, wenn er bis oben gefüllt wird? Gib das Ergebnis in Litern an.

Das Volumen eines Kegelstumpfs ist wahrscheinlich nicht allen Schülern direkt geläufig. Entsprechend müssen verschiedene Strategien angewendet werden, beispielsweise die Differenz von einem großen und einem kleinen Kegel. Weitere Herausforderungen sind die Berechnung des unteren Radius‘ mithilfe des Umfangs sowie die Berücksichtigung des Randes/Bodens, der offensichtlich nicht mit Erde gefüllt ist.

Blaupausenaufgaben: Volumen I

In einem weiteren Beitrag aus unserer Rubrik Blaupausenaufgaben möchten wir Ihnen heute Volumen- und Gewichtsberechnungen vorstellen. Schwerpunkte sind die Körper Quader und Zylinder. Weitere Körper werden wir in folgenden Beiträgen aufgreifen.Wir beginnen mit diesen Formen, da sie nicht nur sehr häufig in der Umgebung zu finden sind, sondern auch mithilfe unseres Aufgaben-Wizards erstellt werden können. […]

In einem weiteren Beitrag aus unserer Rubrik Blaupausenaufgaben möchten wir Ihnen heute Volumen- und Gewichtsberechnungen vorstellen. Schwerpunkte sind die Körper Quader und Zylinder. Weitere Körper werden wir in folgenden Beiträgen aufgreifen.Wir beginnen mit diesen Formen, da sie nicht nur sehr häufig in der Umgebung zu finden sind, sondern auch mithilfe unseres Aufgaben-Wizards erstellt werden können.

Objekte, deren Volumen sich mithilfe von Quadern berechnen lässt, sind zum Beispiel Betonklötze oder auch Steine. Dabei variiert die Schwierigkeit mit zunehmenden Umebenheiten am Objekt, die mithilfe von gemittelten Messwerten ausgeglichen werden sollten. Bei Sitzbänken lässt sich der Schwierigkeitsgrad zudem erhöhen, wenn diese mithilfe verschiedener Quader beschrieben wird.

Zylinder eignen sich hervorragend um das Volumen von Baumstämmen zu bestimmen. Aber auch viele Brunnen sind kreisförmig und entsprechend eine gute Grundlage für Zylinderberechnungen.

Insbesondere bei Steinen und Baumstämmen lässt sich die Fragestellung schnell auf das Gewicht ausweiten, indem man eine passende Dichte von Beton oder Holz angibt. Die mathematischen Hintergründe sowie häufig vorkommende Dichten finden Sie wie gewohnt im angehängten Dokument Blaupausenaufgaben Volumen 1

Aufgabe der Woche: Minerva Brunnen

Die heutige Aufgabe der Woche wird in Rahmen eines Interviews mit Virginia Alberti vorgestellt, die MathCityMap in Italien nutzt und unterstützt. Wir sagen Danke für das Interview und die zahlreichen italienischen Aufgaben! Aufgabe: Capacità per la fontana della Minerva – Volumen des Minerva-Brunnens (Aufgabennummer: 2452) Wie viele Liter passen in den Minerva-Brunnen? Diese Aufgabe thematisiert […]

Die heutige Aufgabe der Woche wird in Rahmen eines Interviews mit Virginia Alberti vorgestellt, die MathCityMap in Italien nutzt und unterstützt. Wir sagen Danke für das Interview und die zahlreichen italienischen Aufgaben!

Aufgabe: Capacità per la fontana della Minerva – Volumen des Minerva-Brunnens (Aufgabennummer: 2452)

Wie viele Liter passen in den Minerva-Brunnen?

Diese Aufgabe thematisiert die Berechnung des Volumens eines Beckens eines Springbrunnens, der auf einem Platz in meiner Stadt steht. Die Schülerinnen und Schüler müssen das Brunnenbecken modellieren und das Volumen berechnen.

Auf den ersten Blick könnte die Berechnung trivial sein, aber in Wirklichkeit erfordert sie Beobachtung, Analyse und Geschicklichkeit bei der Wahl des Modells, das folgende Besonderheiten miteinbezieht:

die Besonderheit der Form des Beckens (2 Kegelstumpfe),
das Vorhandensein eines Pfeilers in der Mitte, der die Statue stützt,
die Wahl der Messmethoden ist nicht selbstverständlich.

Ich habe diese Aufgabe entworfen und erstellt, um sie für ein gemeinsames Lernen in kleinen Gruppe einzusetzen.

Ich fand es faszinierend, dass die Schülerinnen und Schüler in der Gruppe:

über Mathe sprechen, um das Modell zu wählen,
ein echtes Problem lösen,
eine gemeinsame Lösungsstrategie mit verschiedenen Messmöglichkeiten wählen,
Vermutungen äußern und dann verschiedene Möglichkeiten nutzen, sie zu verifizieren.

Ich denke MathCityMap ist ein Tool, das es erlaubt:

mathematischen und digitalen Fähigkeiten auszubauen,
eine bewusste Nutzung von Mobilgeräten und die Wiederherstellung einiger Fertigkeiten und Praktiken, die im informellen Lernen erforderlich sind, zu erleichtern,
eine aktive Rolle der Schülerinnen und Schüler durch Anregung der Kreativität in Hinblick auf die Lösungsstrategie zu unterstützen,
die Möglichkeit anderer Lehrmethoden zu öffnen.

Weiter ist MathCityMap eine Innovation, die das soziale und gemeinsame Lernen von Mathematik erleichert und die Lehrerrolle des Tutors oder Moderators unterstreicht.

Aufgabe der Woche: Brunneninhalt

Eine beliebte MathCityMap Aufgabenstellung befasst sich mit dem Volumen von Brunnen und der Frage, wie viel Liter Wasser enthalten sind. Die Fragestellung lässt dabei verschiedenste geometrische Themen für sämtliche Klassenstufen zu, je nachdem welche Form der gewählte Brunnen hat (rechteckig, kreisförmig, …). Die Aufgabe der Woche stellt dabei eine besondere Herausforderung dar, da der zu […]

Eine beliebte MathCityMap Aufgabenstellung befasst sich mit dem Volumen von Brunnen und der Frage, wie viel Liter Wasser enthalten sind. Die Fragestellung lässt dabei verschiedenste geometrische Themen für sämtliche Klassenstufen zu, je nachdem welche Form der gewählte Brunnen hat (rechteckig, kreisförmig, …). Die Aufgabe der Woche stellt dabei eine besondere Herausforderung dar, da der zu berechnende Brunnen aus verschiedenen geometrischen Körpern modelliert werden muss.

Aufgabe: Brunneninhalt (Aufgabennummer: 1420)

Wie viele Liter Wasser befinden sich in dem abgebildeten Brunnen?

Der hier abgebildete Brunnen lässt sich mithilfe eines Quaders und eines Zylinders (aufgeteilt in zwei Teile) modellieren. Wurde dies erkannt, so müssen die notwendigen Größen erhoben werden sowie die einzelnen Volumina berechnet werden. Abschließend wird die Umrechnung in Liter gefordert. Die Aufgabe mit Zylinder lässt sich ab Klasse 9 einsetzen; einfachere Brunnenformen sind bereits ab Klasse 6 möglich.

Je nach Brunnenkonstruktion kann die Erhebung der Daten zur Herausforderung werden und die SchülerInnen müssen bei dabei kreativ vorgehen. Beispielsweise kann der Umfang eines Kreises hilfreich für die Ermittlung des Durchmessers werden. Nicht zuletzt durch solche Überlegungen wird der flexible Umgang mit mathematischen Formeln und Zusammenhängen gefördert.

Aufgabe der Woche: Sitzbank

Das Gewicht eines Objekts zu bestimmen war schon öfter Teil einer Aufgabe der Woche bei MathCityMap. Die heutige Aufgabe ist jedoch eine besondere Herausforderung, da das Objekt aus verschiedenen Materialien mit unterschiedlichen Dichten besteht. Aufgabe: Sitzbank (Aufgabennummer: 1803) Vor dem H7 stehen Sitzbänke. Wie viel wiegt so eine Sitzbank, wenn das Holz 690kg pro m³ […]

Das Gewicht eines Objekts zu bestimmen war schon öfter Teil einer Aufgabe der Woche bei MathCityMap. Die heutige Aufgabe ist jedoch eine besondere Herausforderung, da das Objekt aus verschiedenen Materialien mit unterschiedlichen Dichten besteht.

Aufgabe: Sitzbank (Aufgabennummer: 1803)

Vor dem H7 stehen Sitzbänke. Wie viel wiegt so eine Sitzbank, wenn das Holz 690kg pro m³ und der Beton 2400kg pro m³ wiegen? Gib das Ergebnis in kg an.

Am besten lässt sich die Aufgabe lösen, indem die Bank in drei Teile zerlegt wird: Die beiden Füße aus Beton, die Sitzfläche aus Beton sowie die Sitzfläche aus Holz. Für alle Teile kommt ein Quader als Modell infrage. Anschließend nehmen die SchülerInnen die notwendigen Maße und berechnen das Gewicht aus Beton und Holz zunächst separat. Das Gesamtgewicht der Bank ergibt sich dann per Addition.

Die Aufgabe erfordert Wissen über den Quader sowie sein Volumen. Zudem sollte der Begriff der Dichte den SchülerInnen bekannt sein. Im Rahmen dieser Aufgabe kann dieser geschärft werden. Die Aufgabe wird in dieser Form ab Klasse 7 empfohlen.

Aufgabe der Woche: Schachtabdeckung

Die heutige Aufgabe der Woche dreht sich um einen Alltagsgegenstand, der sich für verschiedene Aufgaben rund um den Kreis eignet und aufgrund seines häufigen Vorkommens in nahezu jedem Trail verwendet werden kann. Genauer geht es um die Schachtabdeckung eines Kanals und seine Maße und Gewicht. Aufgabe: Schachtabdeckung (Aufgabennummer: 1804) In die Mitte von Schachtdeckeln wird […]

Die heutige Aufgabe der Woche dreht sich um einen Alltagsgegenstand, der sich für verschiedene Aufgaben rund um den Kreis eignet und aufgrund seines häufigen Vorkommens in nahezu jedem Trail verwendet werden kann. Genauer geht es um die Schachtabdeckung eines Kanals und seine Maße und Gewicht.

Aufgabe: Schachtabdeckung (Aufgabennummer: 1804)

In die Mitte von Schachtdeckeln wird Beton in Zylinderform gegossen. Pro Deckel werden 12 Liter Beton verwendet. Welche Höhe hat der Betonzylinder? Gib das Ergebnis gerundet auf eine Nachkommastelle in cm an.

Zum Lösen der Aufgabe ist es zunächst notwenig zu erkennen, dass das Volumen der Mitte des Schachtdeckels gegeben ist. Zudem muss der Schachtdeckel als Zylinder erkannt werden, wobei hier von kleineren Ungenauigkeiten abgesehen werden kann. Mithilfe der Formel für das Volumen eines Zylinders und dem gemessenen Radius können die SchülerInnen auf die gesuchte Höhe schließen. Generell wird bei dieser Aufgabe das Modellieren und der Umgang mit mathematischen Körpern in der Realität geschult. Zudem spielt der flexible Umgang mit Formeln sowie die Wahl geeigneter Einheiten eine wichtige Rolle, damit die Aufgabe gelöst werden kann. Thematisch lässt sich die Aufgabe im Komplex Kreis und Zylinder einordnen und spielt damit in geometrischen Fragestellungen eine Rolle. Die Aufgabe kann ab Klasse 9 verwendet werden.

Aufgabe der Woche: Masse der Skulptur

Die aktuelle „Aufgabe der Woche“ dreht sich um die Bestimmung der Masse einer Betonskulptur in Camps Bay nahe Kapstadt, der Hauptstadt von Südafrika. Die Besonderheit bei dieser Skulptur ist, dass es sich um eine zusammengesetzte geometrische Figur handelt, deren Komponenten einzeln modelliert und berechnet werden. Aufgabe: Masse der Skulptur (Aufgabennummer: 1811) Berechnen Sie die Masse dieser Betonskulptur. 1cm³ wiegt ungefähr 2,8g. Geben […]

Die aktuelle „Aufgabe der Woche“ dreht sich um die Bestimmung der Masse einer Betonskulptur in Camps Bay nahe Kapstadt, der Hauptstadt von Südafrika. Die Besonderheit bei dieser Skulptur ist, dass es sich um eine zusammengesetzte geometrische Figur handelt, deren Komponenten einzeln modelliert und berechnet werden.

Aufgabe: Masse der Skulptur (Aufgabennummer: 1811)

Berechnen Sie die Masse dieser Betonskulptur. 1cm³ wiegt ungefähr 2,8g. Geben Sie das Ergebnis in Tonnen an!

Um die Aufgabe zu lösen, bietet es sich an, die Skulptur in drei Grundkörper zu zerlegen: einen Quader und zwei Zylinder. Anschließend werden die notwendigen Längen gemessen und die Volumina der Körper berechnet und addiert. Im letzten Schritt wird das Gesamtvolumen der Skulptur mit der Dichte von Beton multipliziert, was zum Gesamtgewicht der Skulptur führt.

Aufgaben wie diese lassen sich leicht auf ähnliche Objekte übertragen, wobei der Schwierigkeitsgrad je nach Zusammensetzung der Figur variiert werden kann. Diese Aufgabenart schult den geometrischen Blick und das Verständnis für zusammengesetzte Körper.

Aufgabe der Woche: Blumenkübel

Die heutige Aufgabe der Woche dreht sich um Vielecke und geometrische Figuren. Dabei spielt insbesondere das Prisma mit einer sechseckigen Grundfläche eine Rolle. Die Aufgabe befindet sich in dieser Form in Köln, kann jedoch ohne Probleme auch ähnliche Objekte übertragen werden. Aufgabe: Blumenkübel (Aufgabennummer: 1189) Wie groß ist das Volumen des Blumenkübels? Du darfst annehmen […]

Die heutige Aufgabe der Woche dreht sich um Vielecke und geometrische Figuren. Dabei spielt insbesondere das Prisma mit einer sechseckigen Grundfläche eine Rolle. Die Aufgabe befindet sich in dieser Form in Köln, kann jedoch ohne Probleme auch ähnliche Objekte übertragen werden.

Aufgabe: Blumenkübel (Aufgabennummer: 1189)

Wie groß ist das Volumen des Blumenkübels? Du darfst annehmen dass der Boden genauso dick ist wie der Rand des Kübels. Gib das Ergebnis in Litern an.

Wie bereits erwähnt kann die Grundfläche als regelmäßiges Sechseck angenommen werden. Zur Bestimmung des Flächeninhalts der Grundfläche können die SchülerInnen entweder die Formel für den Flächeninhalt eines regelmäßigen Sechsecks verwenden oder die Fläche in geeignete Teilflächen aufteilen. Dabei ist zu beachten, dass der Rand nicht zum Volumen dazuzählt. Anschließend messen die SchülerInnen die Höhe des Prismas, wobei sie die Bodenplatte abziehen müssen. Anschließend ergibt sich durch Multiplikation das Volumen des Prismas, das im letzten Schritt noch in Liter umgewandelt wird.

Die Aufgabe beinhaltet damit eine geometrische Fragestellung, bei der die SchülerInnen entweder ihr Wissen zu regelmäßigen Vielecken oder zu zusammengesetzen Flächen anwenden können. Zudem werden räumliche Figuren thematisiert sowie die Anpassung an reale Gegebenheiten durch Beachten des Rands. Die Aufgabe ist ab Klasse 8 empfohlen.

Aufgabe der Woche: Gewicht des Quai 43

Dass das MathCityMap Projekt bereits international implementiert ist, zeigt die aktuelle „Aufgabe der Woche“ aus dem Trail „La Doua“ in Lyon, Frankreich. Die Aufgabe ist im Original in Französisch gestellt und wird hier zur Analyse übersetzt. Aufgabe: Gewicht des Quai 43 (Aufgabennummer: 855) Das Gebäude „Quai 43“ hat die Form eines Ozeandampfers, der auf zehn […]

Dass das MathCityMap Projekt bereits international implementiert ist, zeigt die aktuelle „Aufgabe der Woche“ aus dem Trail „La Doua“ in Lyon, Frankreich. Die Aufgabe ist im Original in Französisch gestellt und wird hier zur Analyse übersetzt.

Aufgabe: Gewicht des Quai 43 (Aufgabennummer: 855)

Das Gebäude „Quai 43“ hat die Form eines Ozeandampfers, der auf zehn Betonsäulen steht. Schätzen Sie das Gewicht dieses Baus in Tonnen (Stahlbeton wiegt 2.5t/m³).

Um das Gewicht zu schätzen ist es notwendig die Volumina der einzelnen Wände und Platten des Gebäudes zu bestimmen. Dafür werden zunächst die Länge und Breite des Gebäudes mithilfe von Messungen ermittelt. Anschließend können die Grundfläche und der Umfang des Gebäudes (idealisiert als Rechteck) bestimmt werden. Das Gebäude beinhaltet zwei Etagen, daher kommt die Grundfläche dreimal vor. Zur Berechnung des Volumens der Wände und Platten des Gebäudes müssen noch die Höhe des Gebäudes sowie die Dicke einer Wand/Platte angenähert werden. Anschließend können die SchülerInnen die verschiedenen Volumina durch die Volumenformel des Quaders bestimmen. Mithilfe einer Multiplikation mit der Dichte von Beton ergibt sich das angenäherte Gewicht des Gebäudes.

Es handelt sich hierbei demnach um eine geometrische und architektonische Fragestellung, die sowohl das Messen von Längen, als auch das Berechnen von Körpervolumen beinhaltet. Dabei steht vor allem das Modellieren im Vordergrund, da die Form des Gebäudes zur Berechnung einem Quader angenähert wird. Anschließend müssen die SchülerInnen überlegen, welche Wände und Platten für das Gewicht des Gebäudes relevant sind. Die Aufgabe kann ab Klasse 7 eingesetzt werden, insbesondere in Zusammenhang mit Quadern und zusammengesetzten Körpern.

Diese Aufgabe ist nur eines von vielen Beispielen, die zeigen, dass das MathCityMap Projekt ein länderübergreifendes Projekt ist, das sich insbesondere durch seine universelle Einsetzbarkeit an sämtlichen Orten auszeichnet.