Experiment Category:
Ziel:
Entwerfen und Bauen einer Hängebrückenkonstruktion. Hängebrücken werden von Wissenschaftlern verwendet, die das empfindliche Dach des Regenwaldes erforschen. Das Dach des Regenwaldes wird aus den Kronen der hohen Bäume gebildet. Viele Insekten, Reptilien, Amphibien, Säugetiere und Pflanzen leben nur in diesem Bereich des Regenwaldes.
Benötigtes Material:
- Bleistift
- Papier
- Lineal
- 20 Holzspatel oder Eisstile
- 2 Meter starken Zwirn oder dünne Schnur
- 6 Büroklammern
- 20 Zahnstocher
- 6 Strohhalme
- 2 Stühle
- Leim
- Tesakrepp
- Maßband (oder Zollstock)
- 0,5-Liter-Suppendose (voll)
Aufgaben und Beobachtungen:
Stell dir vor, du bist ein Forscher im Regenwald von Peru. Deinen Arbeitsplatz hoch oben in den Bäumen kannst du nur erreichen, wenn du eine Hängebrücke baust. Dafür darfst du nur so viel Material verwenden, wie du in den Wald tragen kannst (bzw. wie hier oben aufgelistet ist).
Aufgabenstellung:
1) Entwirf und bau eine Brücke aus folgenden Materialien:
- Zwei Stühle (die Sitze der Stühle werden die Aussichtsplattformen sein).
- Ein Seilzugsystem, mit dem eine Suppendose vom Boden auf die Sitzfläche eines Stuhls befördert werden kann.
- Eine Brücke, die sich 25 Zentimeter über dem Boden befindet und von einem Bein des ersten Stuhls bis zu einem Bein des zweiten Stuhls 40 Zentimeter lang ist. Die Brücke soll so breit und stabil sein, dass sie die Suppendose 30 Sekunden tragen kann.
2) Nimm dir einen Bleistift, Papier und ein Lineal und zeichne die Brückenkonstruktion in ihrer tatsächlichen Größe. Schreib die Materialien auf, die du verwenden willst. Vermerk, wo die einzelnen Materialien eingesetzt werden sollen. Dieser Entwurf wird dir das Konstruieren der Brücke erleichtern.
3) Jetzt kannst du die Brücke nach deiner Zeichnung bauen. Verwende dazu die Holzspatel bzw. Eisstile, den Zwirn, die Büroklammern, Zahnstocher, Strohhalme und Stühle, den Leim und das Tesakrepp. Ein Maßband (oder einen Zollstock) und eine Schere darfst du als Werkzeuge benutzen, aber nicht als Teile der Brückenkonstruktion. Du musst nicht das gesamte Material verbrauchen, darfst aber nicht mehr Material als angegeben verwenden. (Denk daran, dass du nicht mehr in den Regenwald tragen konntest.)
4) Wenn die Brücke fertig ist, musst du sie natürlich testen! Setz die Suppendose vorsichtig in die Mitte der Brücke. Wenn die Brücke das Gewicht der Dose 30 Sekunden tragen kann, hast du eine ausreichend stabile Brücke gebaut. Versuch nun, die Dose mit dem Seilzugsystem auf den Sitz eines Stuhls zu heben.
Was passiert:
Eine Hängebrücke ist eine einzigartige Konstruktion und nicht einfach zu bauen. Sie muss so stabil sein, dass sie das Gewicht der Forscher und ihrer Ausrüstung tragen kann. Schwere Maschinen, Träger und anderes Baumaterial würden das empfindliche Ökosystem zerstören. Hängebrücken werden aus Gründen der Sicherheit oft so gebaut, dass sie dem Vier- oder Fünffachen des Gewichtes, das sie tragen müssen, standhalten könnten. Kann deine Brücke fünf Suppendosen tragen? Wenn nicht, welche Änderungen kannst vornehmen, damit sie diesem Gewicht standhält? Was für Material kannst du verwenden?
Tipps für Eltern und Lehrer:
Helfen Sie Ihrem Kind beim Planen und Entwerfen der Brückenkonstruktion. Erstellen Sie eine Liste mit den Anforderungen an eine sichere und effektive Hängebrücke (Beispiel: Die Brücke muss so stabil sein, dass sie das Gewicht der Forscher tragen kann. Sie darf nicht so schwer sein, dass sie die Baumkronen zerstört...).