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Rennmaschinen mit Mausefallenmotor –
Projekt Energieumwandlung

Die Grundlage

Energie ist überall – und jeder wandelt sie (vielleicht ohne es zu wissen) täglich von einer Form in die nächste um. Dort ist es der Föhn, der elektrische Energie in Wärmeenergie und Bewegungsenergie umwandelt, an anderer Stelle ist es der Fahrraddynamo, der Bewegungsenergie in elektrische Energie (und Wärmeenergie) umwandelt. Letztlich ist es auch der Mensch selbst, der die chemisch in seiner Nahrung gespeicherte Energie z. B. in Bewegungsenergie und Wärmeenergie wandelt.

Trotz der Tatsache, dass vor und nach der Energieumwandlung immer gleich viel Energie vorhanden ist, besteht das große Problem, dass bei der Umwandlung immer eine Energieform auftritt, die wir nur in den seltensten Fällen wirklich brauchen: Die Wärmeenergie. Meist durch Reibungsprozesse bedingt, ist die Umwandlung in Wärmeenergie ein großes Ärgernis für diejenigen, die diese Energie besser in anderer Form genutzt hätten. Der Reibungsprozess hat die Energie für sie entwertet. Dieser Energieentwertung sollte der Kampf angesagt werden.

Die Aufgabe

Im Zuge des Physikunterrichts der 9a und 9c (Schuljahr 2006/07) wurde eine im täglichen Leben seltener gesehene Art der Energieumwandlung beleuchtet: Aus der Spannenergie der Mausefallenfeder erhaltene Energie sollte zur wettkampfartigen Bewegung der ganzen Mausefalle genutzt werden, wobei die Wärmeenergie möglichst „außen vor“ bleiben sollte – ein in Perfektion unerreichbares Ziel, wie auch eine theoretische Beleuchtung des Wirkungsgrades η zeigte, doch auf dem Weg dorthin kann man weit kommen. Es ging bei dem Wettbewerb um die beste Verwertung der Spannenergie in Bewegungsenergie.

Ein Halbjahr lang hatten die Schülerinnen und Schüler daher Zeit, ein Fahrzeug zu planen und zu fertigen, das mit der Energie, die in der gespannten Feder einer Mausefalle gespeichert ist, eine möglichst große Strecke zurücklegt. Da die käuflichen Mausefallen sich sehr stark in ihrer Spannkraft unterscheiden, wurde zentral eine „Normrennfalle“ besorgt und für das Rennen verwertet.

Neben einer Mitfahrerfigur sollte auch die Mausefalle selbst mitbewegt werden. Das schloss dann leider einige katapultartigen Maschinenentwürfe der frühen Planungsphasen aus, bei denen der „Mitfahrer“ in Form einer Playmobilfigur ins Ziel geschleudert werden sollte.

Der Materialwahl wie auch der Bauweise waren weiter keine Grenzen gesetzt. So wurden auch letztlich vom LEGO-Fahrzeug bis hin zum auf Schallplatte fahrenden Vehikel viele erfolgversprechende Varianten gebaut.

Siegerfahrzeug 9a

Foto des Fahrzeugs

Tjark Baumann, Thole Hoppen, Matthias Noldes, Andreas Wiens

Die leichte LEGO-Konstruktion nutzt den Schwung, den sie aus dem schnellen Anzug gewinnt.

Siegerfahrzeug 9c

Foto des Fahrzeugs

Steffen Voß, Johannes Ostendorp, Kristoffer Boekhoff

Eine lackierte Schallplatte wird über ein Reststück einer Angel von der Mausefalle angetrieben.

Zweitplazierte 9a

Foto des Fahrzeugs

Heiko Jans, Nils Dornbach, Maik Gäbel, Yannik Book

Die mehr als 1m lange Balsaholz-Konstruktion besitzt neben dem Antrieb eine Justagemöglichkeit für verbesserte Geradeausfahrt.

Zweitplazierte 9c

Foto des Fahrzeugs

Tammo Meinders, Keno Gerdes, Thomas Cassens, Marinos Schulz

Große Campingteller sorgen für weiten Vortrieb bei jeder Umdrehung der Antriebsachse.

Neben der baulichen Tätigkeit standen die Schülerinnen und Schüler vor der Aufgabe ihre Modelle auch physikalisch auf eine sichere Basis zu stellen, indem sie ihre Entwicklung dokumentieren und die bei ihrem Fahrzeug berücksichtigten bzw. verwirklichten physikalischen Grundlagen darlegen sollten. Dieses kulminierte in der Präsentation unter dem Leitthema „Warum wir gewinnen“.

Beispiele hier:

Startseite der Präsentation


Yannick Book, Nils Dornbach, Maik Gäbel und Heiko Jans
Startseite der Präsentation


Imke Bussmann, Tanja Bloempott und Ina Wagner
Startseite der Präsentation


Steffen Voß, Johannes Ostendorp, Kristoffer Boekhoff

Die Ergebnisse

Mit Ausklingen des Monats Juni 2007 war die Stunde der Wahrheit gekommen. Nachdem in den Präsentationen die Mausefallenmobile vorgestellt wurden und die bis dahin geheim gehaltenen Ideen der „Konkurrenz“ vorgestellt wurde, konnte das Rennen beginnen.

Im Flur des Z-Gebäudes bzw. in der Aula wurde das Rennen absolviert. Da die Geradeausfahrt der Wagen auf weiten Strecken nicht immer gelingt und bereits eine wesentliche Schwierigkeit im Bau der Wagen darstellte, wurde der beste aus drei Versuchen gewertet. Der weiteste gewertete Versuch lag bei 12,0 m in der Aula (9a) bzw. 11,1 m im Z-Traktflur (9c).

Der Ausblick

Von mehreren Teilnehmern wurde der Wunsch geäußert, im nächsten Schuljahr ein weiteres Rennen durchzuführen. Daraus entwickelte sich die Idee den Teilnehmerkreis auf die ganze Schule auszuweiten und ein offizielles TGG-Mausefallenrennen zu organisieren. Wir sind alle gespannt, wie die Resonanz auf diesen Vorschlag nach den Sommerferien ausfallen wird …

Bevor Sprachpuristen einwenden, dass es sich gar nicht um ein Rennen handele, da die Geschwindigkeit unerheblich ist, soll diesem Einwand Rechnung getragen werden und eine weitere Austragungsklasse für den schnellsten Wagen eingerichtet werden.

Abschließend eine Galerie einiger weiterer der ausnahmslos inspiriert konstruierten Fahrzeuge:

Foto des Fahrzeugs

Anke Brandt, Imke Wiegmann, Tjark Hoppen, Sabrina Roeden (9a)

Foto des Fahrzeugs

Tomma Erchinger, Viola Busch, Milena Wilhelm, Rebekka Wittke (9a)

Foto des Fahrzeugs

Ina Sparringa, Philip Wilken, Thomke Meyer, Anja Klimm (9a)

Foto des Fahrzeugs

Natascha Heise, Maike Meyerhoff, Sarah Frerichs (9a)

Foto des Fahrzeugs

Fabian Sawatzki, Marc Stauch, Philipp Rebel (9a)

Foto der Fahrzeuge

Keno Theile, Finn Leggeri, Marten Reinders, Thomas Helmers (9c)

Foto des Fahrzeugs

Kerstin Garrelts, Lisa Rose, Sabrina Hirschmayer, Ineke Baumann (9c)

Foto des Fahrzeugs

Anja Poelmann, Stefanie Krom, Lena Stock, Andrea Sanders (9c)

Foto des Fahrzeugs

Ann-Britt Ulrichs, Jessica Wiessler, Astrid Reuter, Daniela Bluhm (9c)

Foto des Fahrzeugs

Regina Sap, Hilke Baumann, Eike van Loo, Tanja Maas (9c)

Dr. Falko Johannsmeyer

2007-09-12, sh