Auto nur mit einem Stein antreiben?
Wir haben in unserer Schule ein Projekt, bei dem man ein Auto bauen muss, dessen Antrieb nur ein Stein sein darf. Wir haben leider keinen Plan wie man es antreiben kann, und wären froh über ihre Hilfe. Die Materialien müssen wir selbst kaufen.
Weitere Infos:
Es geht darum, dass das Auto möglichst weit fährt.
Maße vom Stein: 7,5cm/7cm/7cm
Gewicht: 1073g
Schon einmal danke im Vorraus.
Die Themen in Physik, die wir dieses Jahr hatten, waren sowas wie Höhenenergie, kinetische Energie/Bewegungsenergie, Flaschenzug, schiefe Ebene usw.. (8.Klasse Gymnasium)
Wir dürfen leider keinen Elektromotor oder etwas anderes als Antrieb außer den Stein verwenden!
4 Antworten
Realistisch ist wohl nur ein Auto mit Turm oder Kran, so dass sich der Stein langsam senkt und dabei seine Lageenergie abgibt.
Heißer Stein hätte einen Preis für Originalität verdient, kommt aber eher nicht auf den Streckenrekord - selbstgemachte Dampfmaschinen haben keinen so guten Wirkungsgrad.
Hilfreich sind: Leichtgängige Räder, leichtes Fahrzeug (Alurohr aus dem Baumarkt), ich denke so an wenigstens 50 x 50 cm² und 2 m Höhe (ausprobieren, vielleicht gehen auch 4 m, ohne dass es kippt), angepasste Übersetzung, dass es nicht zu schnell fährt. Und ein Freilauf, damit es am Schluss weiterfährt, ohne den Stein wieder nach oben zu ziehen.
> Das Material des Steines
ist insofern eingeschränkt, als die Dichte vorgegeben ist - und bei den präzisen Abmessungen ist zu vermuten, dass ein vom Lehrer gelieferter Stein zu verwenden ist.
Oder der Stein wird als Scheibe auf 10000 Umdrehungen/min beschleunigt - dann wird noch eine Kupplung fällig...
Ob der Stein das aushält? Und wie schwer wird die dafür vorgeschriebene Sicherheits-Einhausung? Da ist dann nichts mehr mit Leichtbauweise...
Der einfachste Antrieb wäre wohl eine Art Turm mit Rädern zu bauen. Darin wird der Stein an einem Seil aufgehängt. Senkt sich der Stein, so wird das Seil von einer Achse abgerollt und diese so angetrieben. Über Umlenkrollen, Flaschenzüge könnt ihr das Rotations-Verhältnis von Weg des Steins zu Umdrehungen Rad regulieren.
Ich finde die "heiße Stein Idee" aber besser, weil das etwas ist womit der Lehrer nicht rechnet. Den Reichweitenrekord damit zu holen wird aber eine Herausforderung. Die Wärme geht euch überall hin und ihr müsst sie dann schnell "los werden", damit so ein Antrieb überhaupt funktioniert.
edit: Ohne E-Motor ...mhhhh.... wie benutzt man da den heißen Stein? Dampfmaschine? :D
Gruß
Ansonsten möchte ich anmerken, dass das eine super tolle Aufgabe vom Lehrer ist.
Nicht nur auf Papier, sondern selbst bauen. Das bleibt im Kopf.
Was für Räder meinen sie denn im Genauen?
Danke aber für die Idee👍
Hier mal meine Paint-Künste dazu.
Der Stein fällt und seine potentielle kinetische Energie wird in Rotationsenergie umgewandelt.
Düber den Durchmesser der Umlenkrollen (und der Rolle an der Ache) könnt ihr die Verhältnisse zwischen Bewegung Stein nach unten zu Umdrehungen der Achse ändern.
Außerdem solltet ihr große Räder wählen, damit diese viel Weg pro Umdrehung schaffen.
Gruß und viel Spaß.
Tipp: Je höher der Turm, desto mehr potentielle kinetische Enrgie im Stein die ihr nutzen könnt. Allerdings wird auch das Fahrzeug schwerer.
Ich sehe grad der die Rotationspfeile sind falsch rum, aber das bekommt ihr hin :D
Wieso sind auf der rechten Seite drei Räder? 😅
Die rechte Seite soll nur die Antriebsachse verdeutlichen.
Das "Rad" in der Mitte der Achse soll nicht den Boden berühren. Hier wird das Seil aufgewickelt, was beim Herablassen des Steins abgerollt wird.
Je größer hier der Umfang, desto weniger Umdrehungen pro Einheit Seil. Dieses "Rad" muss also so gewählt werden, dass möglichst viel Seil drauf passt und die Achse möglichst schnell gredreht wird. Also so klein wie möglich. Evtl. könnt ihr das Seil auch direkt um die Achse aufwickeln um eine gute Übersetzung zu erhalten.
Die Räder dagegen müssen dagegen einen möglichst großen durchmesser haben, damit mit wenigen Umdrehungen der Achse ein großer Weg zurückgelegt werden kann. Natürlich nicht so groß, dass sich das Ding gar nicht mehr bewegt.
Könnt ihr ja mal ausrechnen. Das Problem dabei, in der Schule wird immer ohne Reibung unter idealen Bedingungen gerechnet. Die habt ihr hier nicht. Ihr werden schnell merken, dass ihr riesige Verluste habt.
Gruß
Peltier Element + Elektromotor + Heißer Stein
Oder ein Schleuder, die nach hinten schießt.
Da hattet ihr doch bestimmt schon schöne Übungsaufgaben dazu :S
Peltier Element + Elektromotor + Heißer Stein
Richtig geile Idee!!
Der Lehrer will einen Antrieb sehen, die potentielle kinetische Energie des Steins nutzt. Der heiße Stein wäre richtig genial.
Der wird gucken :D
Gruß
Das Material des Steines ist doch nicht vorgegeben. Wenn der 4000 Grad aushält ist's egal ob Kelvin oder Celsius.