Schiff aus Papier das am meisten Gewicht tragen kann auf dem Wasser, Tipps?
Hey Leute,
Für meine nächste Physik Stunde muss ich ein Schiff aus ein Din4 Falten und man darf auch Kleber benutzen. Es soll am meisten Gewicht tragen und nicht umkippen. Habt ihr Ideen oder Vorschläge ?
Danke im Voraus
3 Antworten
Muß es nach Schiff aussehen?
Ein Schiff trägt genau so viel Gewicht, wie die Menge an Wasser, die es verdrängt. Es kommt also darauf an, einen Körper mit möglichst großem Innenvolumen zu bauen. Da die Oberfläche begrenzt ist (durch as A4-Blatt) darf das Boot z.B. nicht lang und schmal werden.
Interessant wäre noch, wie die Ladung aussieht. Vorgegebene Gewichte, oder beliebig? Sand z.B. kann man schütten, oder Bleikügelchen. Das ist entscheidend für die Schwimmstabilität.
Papier weicht ja durch. Wie lange muß das Schiff durchhalten? Darfst Du das Papier imprägnieren?
Man könnte jetzt eine Optimierungsaufgabe daraus machen: welche Dimensionen muß ein einseitig offener Würfel haben, um maximales Volumen zu erziehlen?
Ein weiterer aussichtsreicher Kandidat wäre eine vierseitige Pyramide ohne Boden. Das sind so die Formen die mir einfallen, die man ohne Verschnitt aus einem A4-Blatt herstellen kann.
"bei der Optimierung wohl eher Quader als Würfel." - ja, korrekt. Sonst könnte man ja nichts mehr optimieren, wenn man auf dem Würfel besteht. - Hab ich schlecht formuliert.
Pyramidenstumpf ist gut, da sehr kippstabil, wenn die Last tief genug eingebracht werden kann.
Nur Falten und kleben, aber nicht schneiden?
Wird die Last gleichmäßig verteilt (Sand, Bleischrot etc.) oder ungleichmäßig (Massestücke in der Mitte aufeinandergetürmt)? Aus welchem Material besteht die Last?
Wie weit seid Ihr in Mathematik zum Thema "Optimierungsaufgaben"?
Es geht hier jedenfalls nicht nur um die Optimierung des Volumens bei gegebener Oberfläche: Das Gebilde muss auch stabil genug sein, die Last zu tragen. Und es muss sich - möglicherweise sogar ohne Schere - aus einem A4-Blatt herstellen lassen. Die Form mit dem maximalen Volumen wäre eine Halbkugelschale, die scheidet hier schon mal aus.
Wie viel Gewicht wäre das Ziel? Also 100g oder schon 1kg oder sogar mehr.
Klingt nach einem Wettbewerb. Wer das Schiff baut, welches am meisten Gewicht trägt, hat gewonnen. Oder so...
> ein einseitig offener Würfel haben
bei der Optimierung wohl eher Quader als Würfel.
Mein Favorit wäre ein kopfstehender Pyramidenstumpf - aber das zu rechnen ist mir jetzt zu schwierig, da zwei Variablen zu optimieren sind.