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Naturwissenschaft und Technik

Ein Kriterium für den Erfolg dieses Unterrichtskonzepts in allgemein bildenden Schulen ist die geeignete Arbeits-bzw. Versuchseinrichtung. Sind brauchbare Arbeitshilfen vorhanden, dann erweitern sie die Arbeitsmöglichkeiten stark.

Vor diesem Hintergrund kann man sich zwei Qualitätsebenen eines naturwissenschaftlich-technischen Unterrichtsgeschehens vorstellen:

  • Unterricht, der mit nur beschränkten praktischen Arbeitsmöglichkeiten zurechtkommen muss,
  • Unterricht mit voller Werkstatt- oder Laborausstattung.
Der tec.LEHRERFREUND geht bei der Darstellung der Projekte von der ersten Variante aus, die sich auf einfachen Schülertischen abspielt. Auch auf diesem Niveau können Schüler in die Technik eingeführt werden und durchaus wertvolle Erkenntnisse gewinnen.

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Naturwissenschaft und Technik202 Beiträge

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Aktuelle Links zu tec.LF-Beiträgen (2) Kwiggle, Kaffee kochen, Biodübel

Zu den tec.LEHRERFREUND-Beiträgen gibt es immer wieder Neues zu vermelden. Die tec.LF-Link-Kette sammelt, was sich verändert oder weiterentwickelt hat. Wir sehen uns ein neues Faltrad an, lassen uns von Spezialisten sagen, wie man richtig Kaffee trinkt, und was es mit Bio-Dübeln auf sich hat. Auch die Aktion Plagiarius ist wieder auf einige Plagiate gestoßen.

Mann fährt auf Kwiggle

Schneekanone (2)

Schneekanonen und die einfacher aufgebauten Schneilanzen sind die Einrichtungen, mit denen in Skigebieten technischer Schnee erzeugt wird. Im folgenden Beitrag werden Schneilanzen beschrieben.

Schneekanone (1)

Wo Menschen meinen, sie bräuchten unbedingt Schnee, obwohl der Himmel ihnen keinen mehr schickt, behelfen sie sich mit Schneekanonen. Wie funktionieren sie?

Schneekanone schematisch

Technik von gestern (4): Mühlenbauer

Frühe Technik Die wesentlich von Elektronik und Digitalisierung geprägte Maschinentechnik des 21. Jahrhunderts hat mehrere Vorgängerstufen. Aus ihnen ragt die Mechanik des 19. und 20 Jahrhunderts heraus. Zeugnisse davon legen viele noch existierende, ja noch arbeitende Maschinen und Geräte ab. Sie wollen wir im tec.LEHRERFREUND nicht ganz vergessen. Hier geht es um den Mühlenbauer:

Logo Wasserrrad

Technik von gestern (3): Wasserantrieb

Ein Wasserrad, oft auch Mühlrad genannt, ist eine Wasserkraftmaschine, die die Energie des Wassers nutzt, um Wassermühlen aller Art mit Antriebsenergie zu versorgen. Ein Beispiel dafür ist die Mühle des Jockeleshofs bei Hinterzarten.

Logo einer Mühle mit Wasserrad

Technische Objekte vereinfacht darstellen (3)

Das Lenkgetriebe einer Baumaschine mit 12 Zahnrädern ist in Perspektive gezeichnet. Die Konstruktion soll durch eine vereinfachte Darstellung ersetzt werden. Wir beschreiben der Getriebefunktion und schlagen eine vereinfachte Zeichnung vor.

Das Lenkgetriebe in perspektivischer Darstellung

Technische Objekte vereinfacht darstellen (1)

Bei technischen Darstellungen stellt sich immer wieder die Aufgabe, komplexe Objekte vereinfacht zu zeichnen. Wo uns die Normung das Leben nicht erleichtert, ist mehr oder weniger unsere künstlerische Ader gefragt. Dabei müssen wir unseren technischen Hintergrund nicht verleugnen.

Loslager, Festlager

Geometrie und Rechnen

In einen einfachen Viertelkreis sind zwei Halbkreise eingeschrieben. Zeichnet man sie mit dem Zirkel, entstehen zwei Restflächen, die angeblich gleich groß sind. Vergleichen nach Gefühl reicht nicht aus; also müssen wir ein bisschen rechnen.

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Fußball: Wie ein Halbfinale Wasserwerke belastet

Wir lesen eine Grafik der etwas anderen Art: Wie ein Fußballspiel den Wasserverbrauch beeinflusst. Beobachtungen in einem deutschen Wasserwerk. (Aktualisierung des tec.LF-Beitrags vom 30. 6. 2012)

Strafzettel anno 1895: Benz-Motor-Pferd

Alexander Gütermann aus Gutach wurde am 16. Mai 1895 zu einer Geldstrafe von drei Mark verdonnert, weil er mit seinem Benz-Motor-Pferd nachmittags zwei Uhr mit einer derartigen Geschwindigkeit durch Denzlingen fuhr, »dass in einer Wirtschaft die Vorhänge geflattert haben«.

So funktioniert eine Spargelschälmaschine

In Spargelschälmaschinen werden ​zwischen sich drehenden Transportwalzenpaaren die Spargelstangen horizontal an Schälmessern vorbeigeführt. Die pneumatisch bewegten Messer schälen die holzigen Bereiche des Edelgemüses weg. Dabei entstehen annähernd rundgeschälte Spargel – bei allerdings schmerzhaftem Verlust: Rund 30% des Spargels landen im Schalencontainer.

Obsoleszenz (2)

Kurz nachdem der tec.LEHRERFREUND einen Beitrag zur Obszoleszenz online gestellt hatte, veröffentlichte das Umweltbundesamt (UBA) eine neue Studie, die sich ausführlich mit dem Thema befasst. Wir stellen Texte daraus gekürzt vor.

Der Erfinder: Hand-Schlagbohrmaschine

Walther Günther findet, dass es in der Entwicklung von Schlagbohrmaschinen eine Lücke gibt, nämlich die handbetriebene Schlagbohrmaschine. Auch wenn sie niemals mehr eine Zukunft haben wird, machte er sich daran, eine solche Maschine zu erfinden und zu bauen. Selbst Konstrukteure von heute kann sie lehren, welchen Wert Phantasie hat.

Der Erfinder: Günthers Kerzenlampe

Was im Kopf eines Erfinders vorgeht, kann man nicht wissen. Was bei ihm aber vorging, als das edle Werk fertig war, erfährt man im Buch Walter Günthers »Die mechanische Bratwurst«. Rein physikalisch lässt er uns trotzdem knobeln.

Der Erfinder: Günthers mechanische Bratwurst

Ist er ein rückwärts gewandter und doch begnadeter, von der Nostalgie angetriebener Bastler? Oder ein Künstler, ein Ingenieur? Wohl von allem etwas ist in den Genen des Frankfurter Schlossermeisters Walter Günther angesiedelt. Ausgehend von seinem Buch »Die mechanische Bratwurst« möchte der tec.LEHRERFREUND dem Erfinder eine Plattform bieten, die auch heutigen Mechatronikern und jedem, der einen Schraubstock zuhause hat, Respekt abnötigt.

Getriebewelle berechnen

Wie berechnet man in einem Zahnradgetriebe die an Zahnrädern und Wellen angreifenden Kräfte und Drehmomente?

Wärmeausdehnung

Die meisten in technischen Einrichtungen verwendeten Stoffe (z.B. Stahl, Messing, Luft, Hydrauliköl, Quecksilber) dehnen sich bei Erwärmung in alle Richtungen gleichmäßig aus; bei Abkühlung ziehen sie sich wieder zusammen. Die Längenänderung eines bestimmten Stoffes berechnet man mit dem Längenausdehnungskoeffizienten α. Mit Rechenaufgaben.

Hebebühne (1): Scherenbühne

Wir stellen eine Einfachscheren-Hebebühne vor. Doch – so einfach die Konstruktion aussieht, so aufwendig wird es, wenn man versucht, die am Scherenhebel wirkenden Kräfte zu ermitteln.

Schmähpreis Plagiarius für eine Möbelrolle

Alljährlich wird der Negativpreis Plagiarius fürs Abkupfern vergeben. Dabei wird die zweifelhafte Ehre nicht selten deutschen Firmen zuteil. Unter Anderen hat es dieses Mal einen badischen Betrieb mit einer Möbelrolle erwischt. Der tec.LEHRERFREUND fragt sich, was man an solchen Rollen nachbauen kann. Zum besseren Verständnis eine technische Zeichnung dazu.

Schleusen (2): Der Panama-Kanal

Der 82 Kilometer lange Panama-Kanal verläuft zweispurig zwischen den Städten Colón an der Atlantikküste und Panama-Stadt an der Pazifikküste. Die Schiffe werden in den Gatún-Schleusen zu dem auf 26 Metern über dem Meeresspiegel aufgestauten Gatúnsee gehoben, und fahren danach in weiteren drei Schleusen zum Pazifik hinab. Bilder erläutern die Durchquerung.

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