{"id":260,"date":"2008-07-03T00:09:42","date_gmt":"2008-07-02T22:09:42","guid":{"rendered":"http:\/\/www.joachim-kranz.net\/index.php\/humboldt-schule\/physik\/physik-der-brucken"},"modified":"2022-04-21T16:33:21","modified_gmt":"2022-04-21T15:33:21","slug":"physik-der-brucken","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/www.joachim-kranz.net\/index.php\/physik\/physik-der-brucken","title":{"rendered":"Physik der Br\u00fccken"},"content":{"rendered":"

\"Harbour<\/a>
\nEin wunderbares Beispiel f\u00fcr eine Br\u00fccke mit vielen stabilen Dreiecken – die Harbour Bridge in Sydney<\/p>\n

Die Vermittlung der Theorie der Kr\u00e4fte im Physikunterricht – ein heikles Thema!<\/strong><\/p>\n

Die Behandlung von Kr\u00e4ften im Physikunterricht stellt ein klassisches Beispiel f\u00fcr die Notwendigkeit einer „Hands-on-Physik“ dar. Sch\u00fclerinnen und Sch\u00fcler k\u00f6nnen das Fachwissen \u00fcber Kr\u00e4fte, Kraftzerlegung und Kraftwandler nur erlernen, wenn sich der Unterricht nicht nur auf Demonstrationsexperimente und kluge Tafelbilder des Lehrers beschr\u00e4nkt. Sch\u00fcler m\u00fcssen Kr\u00e4fte und Kraftwirkungen erfahren, sie m\u00fcssen Lasten bewegen und heben. Experimentelle Erfahrungen f\u00fchren im Vergleich zu (guten) Lehrervortr\u00e4gen zu tieferen Einsichten. Ein weiteres Beispiel sind die im Physikunterricht so beliebten Miniflaschenz\u00fcge aus dem Lehrmittelhandel. Mit filigranen F\u00e4den werden Minilasten am Stativ gehoben. Kraftmesser zeigen dann die Auswirkungen der Apparaturen an. Viel besser und eindruckvoller sind reale Flaschenz\u00fcge, die \u00fcber dem Lehrerexperimentiertisch an der Decke befestigt auch Sch\u00fclern erlauben, schwere Lasten zu heben. Unter Beachtung der Sicherheitsvorschriften ergeben sich f\u00fcr viele Sch\u00fcler nachhaltige Erlebnisse, denn nur wenigen Sch\u00fclern wird es verg\u00f6nnt sein, im Alltag Flaschenz\u00fcge einzusetzen.<\/p>\n

\"Br\u00fccke<\/a>
\nBr\u00fccke auf dem Weg nach Oslo<\/p>\n

Nach einer Einf\u00fchrung mit vielf\u00e4ltigen Sch\u00fcler\u00fcbungen zu Kraftwirkungen und zur Zerlegung von Kr\u00e4ften (stabile Dreiecke) eignet sich ein Br\u00fcckenprojekt, um diese Einsichten zusammenzuf\u00fchren, zu vertiefen und auf gr\u00f6\u00dfere Bauwerke auszudehnen. Im Vorfeld wurde ein kurzer historischer Abriss zur Entwicklung der Br\u00fccken gegeben und die Kr\u00e4fteverteilung an verschiedenen Br\u00fcckentypen thematisiert. Au\u00dferdem wurde als verpflichtende Hausaufgabe das freeware Computerspiel Bridge-Builder vorgegeben.<\/p>\n

\"Bruecke1\"<\/a><\/p>\n

Vorgaben zum Br\u00fcckenbauprojekt:<\/u>
\nDie Aufgabenstellungen sind in 2er und 3er-Teams zu bearbeiten.<\/p>\n

Als Material sind nur maximal 500 g Makkaroni (eine Packung, diese wird vom Lehrer gestellt) und zus\u00e4tzlich Hei\u00dfkleber zugelassen. Die Br\u00fccke muss exakt<\/u> 50 cm lang sein!<\/p>\n

F\u00fcr die Bewertung werden 5 Kriterien herangezogen:<\/p>\n

    \n
  1. Schriftliche Ausarbeitung (eine DIN A 4-Seite) zu den Vor\u00fcberlegungen und Planungsgrundlagen (mit Skizze)<\/li>\n
  2. Kurzpr\u00e4sentation zu den grundlegenden \u00dcberlegungen und zum Design der Br\u00fccke (3-5 min)<\/li>\n
  3. Masse der Br\u00fccke (Br\u00fccke wird gewogen)<\/li>\n
  4. Design (Bewertung erfolgt durch die Sch\u00fclerteams der jeweils anderen Gruppen)<\/li>\n
  5. Belastbarkeit der Br\u00fccke<\/li>\n<\/ol>\n

    F\u00fcr den Br\u00fcckenbau stehen drei Unterrichtsstunden zur Verf\u00fcgung. Es kann l\u00e4nger an der Br\u00fccke gebaut werden, dann aber in Freistunden und\/oder am Nachmittag.
    \nAlle Br\u00fccken werden mit den Teams fotografiert, denn die Br\u00fcckenbauten\u00a0 werden anschlie\u00dfend im Belastungstest zerst\u00f6rt.<\/p>\n

    Aus der Erprobung haben sich einige Tipps<\/strong> ergeben:
    \nDie Sch\u00fclerteams sollten eine Planungsskizze im Ma\u00dfstab 1:2 anfertigen.
    \nDer Hei\u00dfkleber sollte nur als Punktkleber eingesetzt werden.
    \nAls Bewertungsma\u00dfstab hat sich bew\u00e4hrt: 1. 10%, 2. 10%, 3. 20% (Platzierungsrangfolge 1-10), 4. 20% (wie 3.), 5. 40%<\/p>\n

    \"Bauphase\"<\/a>
    \nBauphase mit der Erstellung von stabilen Dreiecken<\/p>\n

    \"Designkontest\"<\/a>
    \nDesignbewertung mit Hilfe vorgefertigter Bewertungsb\u00f6gen<\/p>\n

    \"Belastungstest<\/a>
    \nBelastungstest der Br\u00fccke 9 – maximale Belastung 12,5 kg (Note 1)<\/p>\n

    Die maximalen Belastungen variierten von 4,5 kg (Note 5) bis zu unglaublichen 22,5 kg (Note 0,5). Es wurde deutlich, das keinesfalls extrem stabile B\u00f6den f\u00fcr die hohe Belastung verantwortlich zeichnen, vielmehr ist eine stabile obere Br\u00fcckenkonstruktion f\u00fcr hohe Belastungswerte ausschlaggebend.<\/p>\n

    \"Belastungstest4\"<\/a><\/p>\n

    Stabilste Br\u00fccke: Sie wurde au\u00dfer Konkurrenz gewertet, weil ein Befahren der Br\u00fccke durch die mittleren Streben nicht m\u00f6glich w\u00e4re. Zudem ist das direkte Verkleben der Nudeln aneinander per Wettbewerbsausschreibung nicht gestattet. Maximale Belastung: 28,5 kg<\/p>\n

    Die Massen der Br\u00fccken differierten von 265 g bis 566 g, dementsprechend wurden die Rangfolge von 1 – 10 festgelegt (s.o.).<\/p>\n

    \n

    \u00a0\"NY-Br\u00fccke\"<\/a>
    \nDetailansicht der Brooklyn Bridge in New York<\/p>\n

    \n

    \n

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    Ein wunderbares Beispiel f\u00fcr eine Br\u00fccke mit vielen stabilen Dreiecken – die Harbour Bridge in Sydney Die Vermittlung der Theorie der Kr\u00e4fte im Physikunterricht – ein heikles Thema! Die Behandlung von Kr\u00e4ften im Physikunterricht stellt ein klassisches Beispiel f\u00fcr die Notwendigkeit einer „Hands-on-Physik“ dar. Sch\u00fclerinnen und Sch\u00fcler k\u00f6nnen das Fachwissen \u00fcber Kr\u00e4fte, Kraftzerlegung und Kraftwandler […]<\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":0,"parent":11,"menu_order":2,"comment_status":"closed","ping_status":"open","template":"","meta":{"footnotes":""},"class_list":["post-260","page","type-page","status-publish","hentry"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.joachim-kranz.net\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/260","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.joachim-kranz.net\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/pages"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.joachim-kranz.net\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/types\/page"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.joachim-kranz.net\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.joachim-kranz.net\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=260"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.joachim-kranz.net\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/260\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":964,"href":"https:\/\/www.joachim-kranz.net\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/260\/revisions\/964"}],"up":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.joachim-kranz.net\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/11"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.joachim-kranz.net\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=260"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}