Unser Mausefallenauto SPEED FIRE

Transkript

1 Unser Mausefallenauto SPEED FIRE Made by Patrick Bucher und Hannes Dagn

2 INHALTSANGABE: Materialliste 3 Mausefallenbericht - Tagebuch 3 4 Physikalische Begriffe 5-6 Design 7 Abschluss 8

3 Seite 3 Mausefallenauto Bericht Materialliste: 1 Mausefalle Räder aus Holz bzw. 4 CD-Räder 2 Eisenstäbe rund für die Räder 1 Holzstab oder Eisenstab (Antriebshebel) 1 Holzplatte Etwas Zwirn 10 Schrauben Unser 1. Treffen: Bei unserem 1. Treffen am 9. März 2012 überlegten wir uns hauptsächlich, wie unser Auto ausschauen sollte bzw. aus welchen Materialien wir es zusammenbauen wollen. Hannes hatte bereits einige Räder von seinen Spielzeugautos in verschiedenen Größen mit. Auch die Mausefalle lag schon auf unserem Tisch. Nach längerem Überlegen entschieden wir uns, das Auto aus Holz zu bauen, damit es ein bisschen widerstandsfähiger ist, als wenn wir es aus Styropor machen würden. 2. Treffen Bei unserem nächsten Treffen ging es schon ans Bauen. In der Garage von Patricks Vater sammelten wir die Materialien zusammen und baten ihn, uns die Holzplatte auszuschneiden. Wir schliffen das Holz dann an den Ecken und Kanten glatt. Bei den Rädern entschieden wir uns, sie aus Holz zu machen, da wir gleich sahen, dass die Spielzeugräder viel zu klein für unser Auto waren. Patricks Vater schnitt uns auch diese Räder mit einem Durchmesser von ca. 8,5 cm aus einer Holzplatte. Als Achsen für die Räder nahmen wir zwei Eisenstäbe mit einer Länge von ca. 18 cm. Damit die Räder nicht verrutschen können, befestigten wir Einlegescheiben an den Achsen und ein kleines Holzstück zur Sicherheit.

4 Seite 4 Die Mausefalle befestigten wir mit einem Akkuschrauber am vorderen Ende an der Holzplatte. Nun konnten wir den Zwirn von der Mausefalle weg bis zur Antriebsachse spannen. Jetzt machten wir den 1. Fahrversuch: Mit einem Stab lösten wir die Mausefalle aus, das Auto bewegte sich nur langsam vorwärts und fuhr ca. 2 m. Das war uns zu wenig. Wir dachten kurz darüber nach, was wir besser machen könnten. Wir bauten einen längeren Antriebshebel an die Mausefalle. Um den Antriebshebel befestigen zu können, brachten wir ein Querstück aus Holz an, in das wir ein kleines Loch bohrten. Dort steckten wir den Antriebshebel aus Eisen hinein. Nun versuchten wir einen weiteren Start unseres Autos: Wir spannten den Zwirn von der Öse am oberen Ende des Eisenstabes bis hin zur Antriebskurbel. Als die Spannung am größten war, ließen wir den Eisenstab aus. Das Auto begann zu Fahren und legte ca. 6 m zurück. Das war jetzt schon besser. Die Geschwindigkeit ist noch nicht nach unseren Vorstellungen. Vielleicht wird es besser, wenn wir als Antriebshebel einen Holzstab verwenden. Damit wird das Gewicht verringert. 3. Treffen Als wir uns das nächste Mal trafen, war unsere Hauptaufgabe, auszuprobieren, wie wir die Fahrstrecke verlängern konnten. Wir versuchten, die Holzplatte leichter zu machen, indem wir zwei große Kreise ausschnitten. Auch mit unseren Holzrädern waren wir nicht zufrieden. Wir wechselten zu 4 CD-Rädern. Damit diese auch auf der Eisenstange hielten, befestigten wir sie mit kleinen runden Holzteilen. So nun ging es wieder ans Ausprobieren. Wir spannten wieder den Zwirn und ließen das Auto fahren. Es setzte sich langsam in Bewegung und brachte eine Strecke von ca. 10 m zusammen. Das fanden wir, war nicht so schlecht. Wir machten noch ein paar Versuche, aber die Weite konnten wir nicht mehr verlängern.

5 Seite 5 Nun überlegten wir, warum kann eigentlich unser Auto mit Hilfe einer Mausefalle fahren? Unser Auto fährt durch das Prinzip, dass sich die Kraft der Mausefalle dank des Antriebshebels auf die Achse überträgt und sich die Achse dann dreht. Ein Hebel ist in der Physikund Technik ein mechanischer Kraftwandlerbestehend aus einemstarren Körper, der an einem Angelpunktdrehbar befestigt ist. Die mathematische Beschreibung eines solchen Systems wird als Hebelgesetz bezeichnet. Dieses Gesetz war bereits in der Antike bekannt. Von Archimedes stammt das Zitat: Gebt mir einen festen Punkt im All, und ich werde die Welt aus den Angeln heben. Unterschieden werden einseitige und zweiseitige Hebel, je nachdem ob die Kräfte nur auf einer Seite oder auf beiden Seiten des Angelpunktes angreifen. Weiter gibt es neben dem geraden Hebel auch noch den geknickten Hebel oder Winkelhebel, wie er in der NeigungswaageAnwendung findet. Reale Hebel In der Technik werden Hebel durch ihre drei Komponenten beschrieben: Lastarm: Die Seite, an der sich die zu bewegende Last befindet Kraftarm: Die Seite, an der die bewegende Kraft anliegt Angelpunktbzw. Drehpunkt: Der Punkt, um den sich der Hebel drehen kann Mit diesen Bezeichnungen lautet das Hebelgesetz: Kraft mal Kraftarm ist gleich Last mal Lastarm" Außerdem treten bei unserem Mausefallenauto die drei Reibungen auf: Rollreibung liegt vor, wenn ein Gegenstand auf einem anderen rollt. Da wir bei unserem Mausefallenauto das Holzbrett auf Räder legen und das Auto durch die Mausefalle zum Rollen bringen, ist die Rollreibung kleiner als die Haftreibung und kleiner als die Gleitreibung. Haftreibung oder Ruhereibung (auch Haft(reib(ungs))kraft) ist eine Kraft, die das Gleiten sich berührender Körper verhindert. Der Zustand ausreichender Haftreibung heißt Haften.

6 Seite 6 Voraussetzung für das Auftreten von Haftreibung ist, dass sich zwei Körper berühren und die Kontaktfläche durch eine äußere Kraft belastet wird. Gleitreibung tritt an den Kontaktflächen zwischen Körpern auf, die sich relativ zueinander bewegen. Die Gleitreibungskraft ist meist geringer als die Haftreibungskraft bei gleicher Normalkraft. Beschleunigung: Damit unser Auto fährt, müssen wir es durch Auslösen der Mausefalle beschleunigen. Wie wir wissen, ändert ein Körper seinen Bewegungszustand, wenn man eine Kraft auf ihn ausübt bzw. ausüben lässt. In der Physik bedeutet Beschleunigung nichts anderes als Geschwindigkeitsänderung pro Zeit. Unser Modell für den Fahrwettbewerb:

7 Seite 7 Nach unserem gelungenen Fahrbewerb (wir wurden 4. in unserer Klasse) mit 10,3 m ging es ans Designen. Wir wollten aus unserer Holzplatte ein feuriges Auto machen. Die Holzteile schnitt uns Patricks Vater wieder zu, wir klebten sie an die Holzplatte mit Leim und ließen es eine Nacht trocknen. Am Samstag nachmittag, , trafen wir uns, um unser Auto anzumalen. Wir entschieden uns für Filzstifte und zeichneten auf einem Blatt Papier einen Designentwurf. Wir wollten Flammen auf schwarzen Hintergrund auf unser Auto malen. Nachdem wir einiges ausprobierten, wagten wir es und malten auf unserem Auto. Es ging ganz gut vorwärts. Wir malten vorerst die schwarzen Stellen, dann die Flammenmalerei. Für die CD- Räder holten wir uns aus dem Internet eine Vorlage, die wir kreisförmig ausschnitten und auf die CDs klebten. Hannes sagte, dass er zu Hause aus einem alten LEGO-Auto den Motor für Licht hätte und auch zwei kleine Lichter, die noch funktionierten. Das war eine gute Idee, wir bauten diese noch ein und nun war unser Werk endgültig fertig. Vorher: Nachher: DAS FERTIGE AUTO

8 Seite 8 Zum Abschluss des Projektes können wir grundsätzlich sagen, dass dieses Projekt großartig war, in mehr als nur einer Hinsicht. Man muss die verschiedenen Physikalischen Hintergründe kombinieren und herausfinden, wie man noch mehr Strecke aus der kleinen Mausefalle herausbekommt. Außerdem ist der Teamgeist gefragt, denn nur wenn man die verschiedenen Ideen austauscht und miteinander verkuppelt, kann man weiterkommen, alleine ist es immer sehr schwierig. Auch die Spannung und der Spaß kam nicht zu kurz, als wir unsere Startversuche machten.. Wir können es nur weiterempfehlen!!!