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Aktuelle Version vom 27. Juni 2012, 09:45 Uhr

Was ist das?

Was genau ist eigentlich ein Mausefallenauto? Ein Mausefallenauto ist ein kleines Gefährt, das durch nichts anderes, als die Kraft einer handelsüblichen Mausefalle angetrieben wird. Wie man es schafft, ein Auto aus irgendwelchen Teilen durch eine Mausefalle zum Fahren zu bringen, ist genau das, was wir in unseren Experimenten heraus finden sollten. In den folgenden Abschnitten haben wir unsere Rechnungen und Theorien aufgeschrieben. Viele der Informationen haben wir von Arbeitsblättern aus dem Physikunterricht, einige haben wir selbst erarbeitet oder im Internet recherchiert.

Material & Aufbau

Für den Bau des Mausefallenautos haben wir folgende Materialien benötigt:

- Holzplatte

- Räder und Achsen (von einem früheren Lego Auto)

- Mausefalle

- Holzstab (Esstäbchen)

- Band (robustes Packband)

Aufgebaut ist unser Auto eigentlich ganz einfach: Wir haben die Holzplatte als Körper benutzt, und daran die Legoachsen und -rädern befästigt. Oben auf die Platte haben wir die Mausefalle geklebt, und daran den Hebel befästigt. Wir haben daraufhin das Band daran festgeknotet und auch unten an der Achse befästigt, damit sie sich dreht, wenn man das Band aufwickelt.

Kraft

Die Kraft ist eine Art der Energie, allerdings eine andere, als zum Beispiel das Licht oder Strom. Kraft kann als Antrieb genutzt werden, so wie wir es bei unserem Mausefallenauto machen. Zur Kraft gehören auch Gewicht, Reibung und Schwerkraft, durch die sich etwas bewegen lässt. Die Kraft lässt sich in der Einheit 'Newton' messen. Es gibt sogenannte 'Kraftmesser', die aus einer Feder und einer Skala bestehen, auf der man, je nachdem, wie weit die Feder gedehnt ist, nachlesen kann, wie viel Newton für die Bewegung eines Gegenstandes benötigt werden. Auch für den Bau unseres Mausefallenautos haben wir einige Messungen in Newton durchgeführt.

Fahrrad

Was hat das Fahrrad mit dem Mausefallenauto zu tun? Durch einige Versuche mit den Fahrrad konnten wir den Gang unseres Autos festlegen. Das Fahrrad fährt weiter, wenn es auf einem höheren Gang fährt. Das ist der Fall, wenn die Kette auf einem kleineren Ritzel aufliegt, das sich öfter und schneller dreht, als ein größeres. Somit sollte auch unser Auto in einem großen Gang fahren. Das Mausefallenauto hat einige Gemeinsamkeiten mit dem Fahrrad: die Kette des Fahrrades steht gleich mit der Schnur und der Hebel am Mausefallenauto, die Mausefalle ist genau so wie das Ketenblatt und die Achse ist sowohl am Fahrrad als auch am Auto genau das gleiche. So kann auch unser Auto in einem bestimmten Gang fahren. Wenn wir nun also eine kurze Schnur nehmen (wir können die Größe der Achse nicht verändern, daher nehmen wir die Länge der Kette), dann dreht sich die Achse öfter, als bei einem langen Band. So fähr das Auto weiter, es ist das gleiche, wie bei einem Fahrrad im hohen Gang.

Zu dem Fahrrad gibt es auch noch einige Hilfreiche Theorien und ein Video, das wir im Unterricht angesehen habe:

In diesem Video haben wir einige Informationen zu Themen wie zum Beispieln dem Hebelgesetz bekommen.

Wettbewerb & wie weit unser Mausefallenauto fährt

Am Ende des Projektes veranstalten wir in unserer Klasse einen Wettbewerb, in dem es darum geht, wer mit seiner Berechnung am nähesten daran kam, wie weit das eigene Auto wirklich fährt.

Wir haben ausgerechnet, wie weit unser Auto fahren sollte, indem wir folgendes Prinzip angewandt haben: Zunächst haben wir geschaut, wie viel Kraft wir benötigen, um unser Auto zu bewegen. Vom Kraftmesser konnten wir 0,1 Newton ablesen, als wir das Auto mit den Kunststoffreifen über den Tisch gezogen lassen haben. Das ist der Wert der benötigten Kraft. Die Geschwindigkeit haben wir heraus gefunden, indem wir s/t=v gerechnet haben. Mit unseren Werten ist die Rechnung dann 1,12/2,54=0,4409 (gerundet), das heißt, dass unser Auto ca. 0,4 Meter in der Sekunde fährt.

Die Rechnung wie weit unser Auto fährt, ist bei "Konzept" zu finden.

Nach dem Wettbewerb können wir nun mehr über unser Auto aussagen: Beim Wettbewerb hat sich unsere Rechnung leider nicht bestätigt. Wir haben angegeben, unser Auto würde 110 cm fahren, es fuhr allerdings nur 90 cm weit. Schon nach dem 1. Versuch war uns dann allerdings klar, dass es nicht mehr weiter fahren werden könnte, und woran es lag, dass unsere Messung nicht übereinstimmte.Zuvor hatten wir die Gleichen Werte in Messung und Rechnung erzielt, doch kurz vor dem Wettbewerb riss die Schnur durch, durch die die Achse und die Mausefalle verbunden sind. Wir knoteten sie einfach wieder fest, ohne zu bedenken, dass sie nun ein paar Milimeter kürzer war, was sich auf die Fahrstrecke auswirkte.

Konzept

Wenn man nun alle Rechnungen und Experimente, die wir gemacht haben, zusammen fasst, kommt dabei das Konzept heraus, nach dem unser Mausefallenauto funktioniert. Unser Konzept machen wir an den Vergleichen mit dem Fahrrad fest, denn so hat man einen guten Vergleich. Wie auch schon zuvor beschrieben, spielen der Hebel, die Schnur und die Achse eine große Rolle beim Antrieb des Autos. Mit der Kraft der Mausefalle zusammen wird so unser Auto zum Fahren gebracht. Dadurch wie unser Mausefallenauto genau aufgebaut ist, konnten wir immer genauere Werte bei den Messungen und Rechnungen heraus bekommen.

Um unser Mausefallenauto also möglichst gut fahren zu lassen, haben wir folgendes Konzept aufgestellt:

Kurzer Hebel & lange Schnur

Unser Konzept beinhaltet auch einige Rechnungen. Für das Enderbgebnis benötigen wir ja eine Formel für die Trecke, die unser Mausefallenauto fährt. Damit wir die gefahrene Strecke des Autos ausrechnen können haben wir diese Formel errechnet (siehe auch bei "Wettbewerb und wie weit unser Mausefallenauto fährt"):

Radgröße : Achsengröße * Hebelgröße = gefahrene Strecke

Diese Formel bekommt man daraus, dass die Radgröße und die Achsengröße für die Drehung verantwortlich sind und dass die Länge des Hebels bestimmt wie oft sich die Achse und die Räder drehen. Jetzt haben wir unsere gemessenen Werte in die Formel eingesetzt und die Fahrstrecke ausgerechnet.

3,7 : 0,4 * 13 = 113,75 Also müsste unser Mausefallenauto theoretisch 113,75 Meter weit fahren.

Diese Errechnung stimmt mit dem Messwerten von "Wettbewerb und wie weit unsere Mausefalle fährt" überein. Dort haben wir eine ähnliche Strecke gemessen, wie wir mit dieser Formel errechnet haben.