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Aktuelle Version vom 10. April 2013, 12:22 Uhr

Wir, Elisa, Dilay, Romy und Lena, haben -wie alle Anderen auch- ein, bzw. zwei Mausefallenautos erstellt. Am Anfang hatten wir nur ein Prototypmodell, welches wir aber über viele Physik-Stunden überarbeitet haben. Durch Stationenlernen und Experimente konnten wir uns neue Taktiken und Verbesserungsstrategien zur Überarbeitung des Autos aneignen. Hier möchten wir gerne niederschreiben, was wir bei den Stationen und Experimenten gelernt haben und wie uns dies bei der Verbesserung unseres Mausefallenautos geholfen hat.

Material

• dünne Spannplatte
• Mausefalle
• Stock(Hebel)
• 4 kleine Holzräder
• Metallstangen(Achsen)
• Schrauben
• Scharniere(Befestigung für die Achsen)
• Schnur
• Panzertape

Bauprozess

Wir schraubten das Schanier an jede Seite der Spannplatte zur Befestigung der Achsen. Durch das Scharnier steckten wir die Achsen und an die Achsenenden klebten wir die Holzräder. Die Mausefalle schraubten wir an das vordere Ende der Spannplatte und an die Mausefallenfeder befestigten wir mit Panzertape den Stock, zur Funktion eines Hebels. Durch den Hebel zogen wir die Schnur, welche wir danach an der Hinterachse festbunden, sodass beim Zurückschlagen des Hebels die Schnur Reibung erzeugen kann und das Auto antreiben kann.

Stationenlernen mit Experimenten

Station 1: Reibung

In Station 1 lernten wir verschiedene Materialien kennen, welche zur Beschichtungen der Räder dienen könnten. Zum Beispiel: Aluminium, Styropor, Kunststoff, Holz, Pappe und Folie. Wir haben die Kraft mit einem Kraftmesser gemessen. Am meisten Kraft brauchte man bei der Folie und am wenigsten beim Holz. Deswegen hatten wir uns entschieden Holzräder zu verwenden. Außerdem versuchten wir ein möglichst leichtes Auto zu bauen mit dem Verwenden einer kleinen Spanplatte, da dann der Kraftaufwand am geringsten ist.

In einem dazugehörigen Experiment (Experiment 1) maßen wir die Reibung an unserem Auto. Dazu mussten wir das Auto über den Boden rollen, während wir an der Vorderachse den Kraftmesser befestigt hatten. Die Kraft betrug 0,05 Newton. In dem Fall ist die Kraft gleich die Reibung, da die Reibung das Auto antreibt und wir ja anhand der Bewegung die Kraft gemessen hatten. Das hieß für uns, dass wir nichts verbessern mussten, da eine Reibung unter 0,1 Newton gut ist. Nun guckten wir wie weit das Auto mit dieser Energie fahren konnte (Experiment). Unser Mausefallenauto fuhr ca. 7 Meter weit.

Experiment 2&3: Die Länge des Hebels

In Experiment 2 und 3 erlernten wir, wie wir die Länge des Hebels, der später an die Mausefalle montiert werden würde, bestimmen können. Durch Versuche, wie das Auto am weitesten fährt, entschlossen wir uns einen 10 cm. langen Hebel zu verwenden, welcher das Auto sehr gut antreibt. Ein zu langer Hebel wäre unnötig, da die kleinen Räder des Autos garnicht so viel Energie benötigen. Das Habelgesetz beschreibt ja schließlich das proportionale Verhältnis zwischen dem Auto und dem Hebel. Da das Auto ja nur 20 cm. lang ist, wäre es unnötig einen längeren Hebel als 20 cm. zu verwenden, da die Räder sich ja nicht ewig lange drehen können.Außerdem kommt es mehr auf die Position an. Ein 50000 km. langer Hebel erzeugt in senkrechter Position erzeugt weniger Energie, als ein 10 cm. langer Hebel in ganz durchgezogener Position, da mehr auf die Position, als auf die Länge ankommt.

Ergebnis:

Maximal erreichte Fahrstrecke = 7 m

mit Hebellänge R = 10 cm

und Fahrzeuglänge L = (wir haben die Mausefalle unmittelbar an die Hinterachse montiert)

Diese Experimente gehörten zu der Station 2: Hookesches Gesetz.

Das hookesche Gesetz beschreibt z. B. das proportionale Ansteigen der Kraft durch Vergrößerung des Gewichtes. Ein Beispiel dafür, welches wir auch im Unterricht durchgeführt haben:

Experiment 4: Hebelgesetz

In diesem Experiment maßen wir wann und in welcher Position der Hebel am meisten und am wenigsten Kraft verbraucht wird. Als wir die Kraft des Mausefallenhebels auf der jeweils anderen Seite, aber auf der gleichen Höhe, maßen, stellten wir fest, dass es nicht die gleiche Kraft umsetzte. Es wurde mehr Kraft umgesetzt, als wir denn Mausefallenhebel bis zum Ende gezogen haben.

Station 4: Geschwindigkeitsmessung

Bei dieser Station ging es darum die Geschwindigkeit des Mausefallenautos zu verbessern. Wir lernten dabei die Durchschnittsgeschwindigkeit zu messen, dazu maßen wir 5-mal die Geschwindigkeit auf 2 Metern und rechneten Mit Hilfe der Formel v = s : t ( v = Geschwindigkeit, s = Strecke, t = Zeit )die Durchschnittsgeschwindigkeit aus. Wir kamen zu dem Ergebnis, dass unser Auto 2,6 cm pro Sekunde fährt. Dies berechneten wir in dem wir den Mittelwert der Zeiten berechneten und dann die Strecke durch den Mittelwert der Zeiten teilten.

Station 5: Energiebilanz

In Station 5 haben wir uns damit beschäftigt, wieviel Energie ungefähr in unserem Mausefallenauto steckt. Dazu verwendeten wir einen Kraftmesser und -natürlich- unser Mausefallenauto.

J= Joule, m=Meter, F=Kraft

Formel: 1 J = 1 N x meter

Joule-Ergebnisse (Rechnung mit dem Mittelwert beider Werte)