Das Gewicht zieht an manchen Stäben und drückt andere zusammen. Dreiecke helfen der Brücke, ihre Form zu behalten. Ein langer, dünner Stab kann unter zu viel Druck knicken.
StabEine der geraden Streben, die zwei Punkte verbindet.
Auch ohne Bildschirm
Ein Versuch zum Anleiten
Baue zwei Auflagen aus Bücherstapeln mit einem kleinen Abstand dazwischen.
Lege Papier darüber. Vergleiche ein flaches Blatt mit demselben Blatt, das wie eine Ziehharmonika gefaltet ist.
Lege langsam Münzen auf, während dein Kind beobachtet. Dies sind Tischmodelle, keine Brücken zum Daraufstellen.
Erklärhilfe für Eltern
Begleite dein Kind während des gesamten Versuchs. Lest die Aufgabe gemeinsam, vergleicht eure Vermutungen und startet den Test. Bediene die Regler und besprecht anschließend, was sich verändert hat.
Das Nachdenken deines Kindes begleiten
Sprecht zunächst von „gezogen“ und „gedrückt“, später von Zug und Druck. Lasst das Kind ein Dreieck zeigen. Nutzt auf Touchscreens eine große Zeichenfläche zum Verschieben der Punkte.
Fragt: „Was hast du verändert? Was hast du beobachtet? Was möchtest du als Nächstes versuchen?“ Ein anderes Ergebnis ist ein Hinweis, keine schlechte Note.
Bildschirm und Wirklichkeit
Diese Lasten gelten für ein kleines Computermodell. Nutze die Zahlen niemals, um zu entscheiden, ob eine echte Brücke Menschen sicher trägt.
Nutze die Simulation, um Zusammenhänge zu besprechen. Wähle und beaufsichtige echte Versuche selbst; ihre Ergebnisse können abweichen.
Eine Frage zum Weiterdenken
Warum könnte ein Dreieck seine Form besser halten als ein Rechteck mit beweglichen Ecken?
Eine häufige Verwechslung
Eine stabil wirkende Form kann einen langen, dünnen Druckstab enthalten, der knickt. Die angezeigten Lasten gelten nur für dieses kleine Modell.
So rechnet das Modell
Prüfung des Kräftegleichgewichts
Noch kein Ergebnis.
Annahmen des Modells
Zweidimensionales Fachwerk mit Gelenken und 0,8 m Spannweite im Tischmodell.
Stäbe übertragen nur Kräfte entlang ihrer Achse.
Bei Druck wird Euler-Knicken berücksichtigt.
Das Eigengewicht eines Stabs wird je zur Hälfte an seinen beiden Gelenken angesetzt. Ein Versagen der Verbindungen wird nicht berechnet.
Lernmodell – kein Nachweis der Tragfähigkeit.
KräftetabelleFür neugierige Kinder und Lehrkräfte0 Stäbe
ID
Punkte
Material
Länge
Kraft
Zustand
Tragfähigkeit
Auslastung
Einheiten: s = Sekunden · m = Meter · cm = Zentimeter · g = Gramm · kg = Kilogramm.
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Warum Dreiecke?
Ein Viereck aus beweglichen Stäben kann sich seitlich verformen. Ein schräger Stab macht daraus zwei Dreiecke, die ihre Form behalten.
Probiere es aus: Verschiebe einen weißen Punkt und teste erneut. Ein roter Stab wird gedrückt, ein blauer gezogen.
LERNE AN DEINER EIGENEN BRÜCKE
Die Farben zeigen, wo die Last wirkt
Blaue Stäbe werden gezogen. Rote werden gedrückt. Lange Stäbe können unter Druck knicken. Verändere eine Sache, teste erneut und finde heraus, was hilft.
↔
Gezogen
In der Technik heißt das Zug.
→←
Gedrückt
In der Technik heißt das Druck.
△
Dreiecke
Sie verhindern, dass viele Brückenformen zusammenklappen.