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 pmb101  Physikalischer Vorteil beim Fahren
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 Informationen zum Mediensatz
Die oft zitierte Erfindung des Rades muss auf die Zeit vor 2600 v. Chr. terminiert werden, denn die ältesten überlieferten Abbildungen von Scheibenrädern durch die Sumerer reichen in diese Zeit zurück und lassen erkennen, dass der Mensch bereits damals das Prinzip der Reibungs-Verringerung erkannt hatte.
In diesem Mediensatz werden zunächst die einzelnen Kräfte beim Bewegen eines Körpers (Gegenstandes) dargestellt:
G = Gewichtskraft (zum Erdmittelpunkt gerichtet), FN = Normalkraft (senkrecht zur Fahrbahn gerichtet),
FB = Kraft in Bewegungsrichtung, FR = Reibungskraft (immer entgegengesetzt zur momentanen Bewegung).
Die Reibungskraft kann aus Gewichtskraft G mal Reibungszahl My errechnet werden, Wobei die Reibungszahl nicht nur von den beteiligten Materialien abhängt, sondern auch von der Tatsache, ob ein Körper bereits in Bewegung ist (Gleitreibung), oder aber erst noch in Bewegung gesetzt werden muss (Haftreibung). Dabei ist die Haftreibung immer etwas größer als die Gleitreibung, was von Bremssystemen wie ABS gezielt ausgenutzt wird, um das Blockieren (Gleiten) der Reifen / Räder bei einer Vollbremsung zu verhindern.
Die Rollreibung ist noch geringer als die Gleitreibung, wurde nicht zuletzt beim Pyramidenbau durch untergelegte Stammhölzer gezielt zur Kraftersparnis beim Transport schwerer Steinblöcke ausgenutzt und führte im Laufe der Geschichte zum Bau von Fahrzeugen aller Art mit dem ständigen Ziel, die Rollreibung noch weiter zu verringern, um Fahren und Transport weiter zu verbessern. Die Ursache der Reibung darf man sich modellhaft als Vielzahl von "Verzahnungen" unebener Flächen vorstellen (siehe pme102).
Im heutigen Fahrzeugbau ist speziell wegen der höheren Geschwindigkeiten der Luftwiderstand (Strömungswiderstand) als bewegungshemmende Kraft die eigentliche technische Herausforderung. "Windschnittige" Karosserieformen mit möglichst kleinem Luftwiderstand werden im Windkanal optimiert. Alles das dient dem Ziel, Bewegungs-Kräfte mit möglichst wenig Reibung und Hindernissen nutzen zu können.
Tipps zum Mediensatz:  Es ist vorgesehen, dass der Schüler das Arbeitsblatt selbst ausfärbt und ergänzt. Sollten Sie mehr Informationen wünschen, so können Sie die Farbfolie im Graustufen-Modus als Kopiervorlage ausdrucken.
Tipps zum Whiteboard-Einsatz:  Die Mediendarstellung kann im Browser mit der Tastenkombination [Strg] + Plustaste oder Minustaste oder mit [Strg] und dem Mausrad vergrößert oder verkleinert werden, um dann erklärend in die projizierte Folie oder das Arbeitsblatt hinein zu arbeiten. Mit der Software des Smartboards / Aktivboards können Medien-Bereiche (vorerst) abgedeckt werden oder weitere Erklärungen angebracht werden. So lässt sich z.B. auch ein Arbeitsblatt in der Projektion einfärben oder (gemeinsam) ausfüllen.
Tipps zur OH-Projektion: Wenn Sie von der Kopiervorlage eine s/w-Kopierfolie erstellen, können Sie diese bei der gemeinsamen Erarbeitung vervollständigen. Die Farbfolie setzen Sie dann eventuell erst bei der Zusammenfassung oder Wiederholung ein. Wenn Sie die Farbfolie zur Projektion in eine "gute" Klarsichtfolie stecken, können Sie auch auf dieser Klarsichtfolie Eintragungen zur Projektion "in die Folie" machen, ohne sie zu zerstören.