Fachwissenschaftlicher Bezug 3
Kraftfahrzeuge werden i. d. R. von Motoren angetrieben, die Benzin oder Dieselöl verbrennen. Weitere, ökologisch vertretbarere Antriebsarten sind noch wenig verbreitet bzw. entwickelt.
Die Funktion eines Verbrennungsmotors spielt natürlich beim Bau der Fahrzeugmodelle keine Rolle. Für interessierte Kinder sollten aber in der Bücherecke geeignete Sachbücher aufliegen, die Funktionsweisen eines Verbrennungsmotors, einer Lichtmaschine oder des Getriebes anschaulich und kindgemäß beschreiben.
Die Kraftübertragung mit verschieden großen (Zahn-) Rädern kann den Kindern außerdem mit Funktionsmodellen nahegebracht werden.
Die grundlegende Problematik der Übertragung der Antriebsenergie auf die Räder lässt sich am Beispiel der Fahrradkette deutlich machen.
Spielzeugautos werden häufig mit einem Federwerk oder einem Elektromotor angetrieben.
Auch Konstruktionsbaukästen enthalten mitunter Elektro- oder sogar Solarmotoren, mit denen selbstgebaute Fahrzeuge angetrieben werden können.
Geeignete Antriebsarten für einfache Modelle aus Holz oder anderen Materialien werden im Folgenden beschrieben
Gummimotor / Segel / Rückstoßmotoren
Die Aussicht, ein selbstgebautes Fahrzeug mit einem eigenen Antrieb versehen zu können, stellt eine hohe Motivation dar und veranlasst die Kinder zu konstruktiven, problemorientierten Auseinander-setzungen mit physikalisch-technischen Fragestellungen, auch wenn Gummi-, Segel- oder Rückstoßantrieb für "richtige" Autos keine bzw. eine unbedeutende Rolle spielen.
Die Prinzipien aller drei Antriebsarten sind recht einfach und können auch von Kindern in Grundzügen nachvollzogen werden.
Gummi-Antrieb
So hat Gummi als elastisches Material das Bestreben nach einer Verformung (z.B. Spannen, Verdrillen) wieder in seinen ursprünglichen Zustand zurückzukehren.
Genauer wird beim Verdrillen und Spannen des Gummibandes Spannungsenergie gespeichert. Dabei werden Kräfte ausgelöst, die diese Veränderung rückgängig machen - bzw. die aus ihrem Gleichgewicht gebrachten Moleküle wieder in ihren Ursprungszustand bringen wollen. Bei dem somit folgenden Entspannen des Gummis dreht es sich zurück in die Ausgangslage. Bei Anschieben und Loslassen eines Fahrzeugs mit Gummimotor wird also Bewegungsenergie in Spannungsenergie und diese wieder in Bewegungsenergie umgewandelt.
Fahrzeug mit Segel
Bei einem "Windauto", einem Modell, das mit einem Segel versehen wurde, werden die Kinder argumentieren, dass der Wind das Fahrzeug "schiebt".
Hierbei wird das Fahrzeug in Bewegung gesetzt, indem die kinetische Energie der Luft auf das Fahrzeug übertragen wird
Antrieb miot Luftballon
Ein "Luftballon-Auto" wird durch Rückstoß angetrieben. Im aufgeblasenen Luftballon herrscht ein Überdruck, der die Luft mit einer bestimmten Geschwindigkeit aus dem Mundstück heraustreten lässt.
Diese ausströmende Luft erfährt eine nach vorne gerichtete Kraft und erteilt dem Ballon eine ebenso starke entgegengerichtete Kraft, den Rückstoß.
|
