Die automatische Brücke – Tüfteln und Erfinden

Entwickeln, Erfinden, Für Fortgeschrittene, mindestens 60 Min., Mit Strom

27. Dezember 2020

Die automatische Brücke

Entwickeln und Erfinden Fortgeschrittene – Profis 45 Min. +

Worum geht’s?

Brücken sind manchmal Hindernisse für die Schiffe, die einen Fluss befahren müssen. Konstruiere eine Brücke, die bei Bedarf den Weg freigeben kann. Versuche die Brücke elektrisch zu steuern.

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Material

Karton, Holzstächen, Styropor etc.
Leim oder Klebepistole, Klebeband
Schnur, Draht
Schere, Cutter
Rote Lämpchen oder LEDs (Widerstände)
1,5V Batterie / Batteriehalterung
DC-Motor
Kabel, 1-2 Schalter

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So kann’s gehen…

Baue zuerst aus Karton eine Brücke, die sich bewegen lässt. Ingenieure haben sich dazu schon einige Gedanken gemacht. Die Tower Bridge in London ist ein bekanntes Beispiel für eine Klappbrücke. Du findest weitere Anregungen in den Tipps unten.
Überlege dir jetzt, wie du die Brücke mit einem Elektromotor bewegen kannst. Du kannst zum Beispiel mit einer Seilwinde arbeiten. Vielleicht fällt dir auch eine ganz andere Lösung ein (ein Propellerantrieb? ein Pumpenantrieb? …?)

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Weitertüfteln

Baue einen Schalter in den Stromkreis ein, so dass man die Brücke auf Knopfdruck bewegen kann.
Konstruiere die Schaltung so, dass sich die Brücke elektrisch aus dem Weg und anschliessend wieder in die Ausgangsposition zurückversetzen lässt.
Baue ein Warnlicht für die Brückenbenutzer, das rot aufleuchtet, sobald die Brücke sich bewegt.
Verstecke die elektrischen Bauteile so gut wie möglich.

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Tipps und Tricks

Brückenkonstruktionen

Es gibt verschiedene Arten, wie Brücken den Weg freimachen können:

Klappbrücke, Hubbrücke, Drehbrücke, Faltbrücke, Zugbrücke, Senkbrücke, Kippbrücke, Schubbrücke, Rollende Brücke, Hubbrücke, Wippbrücke und Schwebefähre. Auf Wikipedia siehst du eine tolle Animation, wie diese Typen funktionieren:
[mehr erfahren]

Und jetzt?

Zeichne einen Plan deiner Brücke und ergänze ihn mit den elektrischen Elementen.

Fotografiere oder filme deine Brücke in Bewegung und teile deine Aufnahmen auf einer Plattform.

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Hinweise für Lehrpersonen

Der gesamte Content von makerstars.org/ ist creative commons lizenziert.

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Didaktische Hinweise

Die Challenge im Überblick

Challenge	Zeit	Aufgabentyp	Schwierigkeitsgrad	Kreativität und Tüfteln
Mit Strom	60+ Minuten; es handelt sich hierbei um eine Mindestzeitangabe!	Auftragsorientierte Umsetzung	leicht bis mittel	Entwickeln: technisches Problemlösen

Challengecards – Download

Die Challengecard «Die automatische Brücke» kann hier als pdf-Vorlage heruntergeladen werden. Der QR-Code auf der Challengecard leitet die Schülerinnen und Schüler direkt auf das betreffende Onlineangebot.

Lehrplanbezug (Lehrplan 21)

Fach	Kompetenz	Kompetenzziele	Konkret in der Challenge
Natur, Mensch, Gesellschaft (NMG)	NMG.5.2.1b	Die SuS können einfache Stromkreise aufbauen und die einzelnen Bestandteile benennen.	Die SuS kennen die Elemente Stromquelle, Kabel, Schalter und Elektromotor als Teile eines einfachen Stromkreises und können sie zusammenfügen.
	NMG.3	Die SuS können Erfahrungen mit Bewegungen und Kräften beschreiben und einordnen.
Technisches und textiles Gestalten	TTG.2.B.1.4d	Die SuS kennen die Funktion und Konstruktion von Antrieben und können diese anwenden (Elektromotor).	Die SuS nutzen Elektromotoren , um die Brücke zu bewegen.
	TTG.2.B.1.5b	Die SuS können eine batteriebetriebene Beleuchtung mit Ein-/Ausschaltfunktion verwenden.	Die SuS können einen Stromkreis mit Batterie, Schalter und Elektromotor aufbauen.