Den Gang wechseln
Wann wechselt man Gänge?
Mit einem Zahnradgetriebe kann man die Kraft anpassen, die zum Bewegen eines angetriebenen Rads erforderlich ist. Wenn man ein Fahrzeug fährt, legt man zuerst einen niedrigen Gang ein. Wenn man dann schneller fährt, wechselt man in höhere Gänge.
In welchen Situationen ist es hilfreich, wenn man hoch- oder herunterschalten kann?
Baut dieses *Getriebefahrzeug*.
Dieses Fahrzeug verfügt über austauschbare Zahnradgetriebe. Damit könnt ihr untersuchen, was passiert, wenn man Gänge wechselt.
Führt einen Testlauf durch.
Stellt das Modell auf eine feste und ebene Oberfläche. Achtet darauf, dass sowohl der Getriebezeiger als auch der Referenzzeiger nach oben zeigen. Führt das Programm aus und achtet dabei darauf, dass der Getriebezeiger die Anzahl an Umdrehungen zählt. Beobachtet die Drehrichtung.
Dreht sich der Referenzmotor genau einmal und halten beide Motoren gleichzeitig an?
Verwenden des Ultraschallsensors
Der Ultraschallsensor erzeugt Schallimpulse, die einen Schallkegel bilden. So können Gegenstände erfasst werden, die sich innerhalb dieses Kegels befinden. Während des Experiments darf sich niemand neben dem Fahrzeug oder innerhalb des Schallkegels befinden. Am besten bleiben alle hinter dem Ultraschallsensor.
Zeichnet eure Ergebnisse auf.
Zeichnet folgende Daten in einer Tabelle auf: Nummer des Experiments, Übersetzungsverhältnis, eine Vorhersage, was passieren wird, zurückgelegte Strecke und Geschwindigkeit. Lasst ausreichend Platz, um weitere Beobachtungen in der Tabelle aufzuzeichnen.
Führt das Experiment mit dem Standard-Zahnradgetriebe durch. Wiederholt das Experiment dann für jedes weitere Zahnradgetriebe, das unten unter „Tipp“ aufgeführt ist.
Durchführen des Experiments
Denkt beim Durchführen der Experimente an die folgenden Tipps:
- Auf dem Display werden die zurückgelegte Strecke (in cm), die Geschwindigkeit (in m/s) und die Umdrehungsgeschwindigkeit (in Umdrehungen pro Sekunde) angezeigt.
- Führt das Experiment für jedes Zahnradgetriebe mindestens dreimal durch. Verwendet die Durchschnittswerte, um möglichst zuverlässige Ergebnisse sicherzustellen.
Den Gang wechseln
Entfernt das Standard-Zahnradgetriebe:
Baut das zweite Zahnradgetriebe mit zwei Kegelrädern:
Verwendet für das dritte Zahnradgetriebe dieselben Zahnräder:
Falls noch Zeit ist, baut ein viertes Zahnradgetriebe mit herkömmlichen Zahnrädern:
Falls noch Zeit ist, baut ein fünftes Zahnradgetriebe mit denselben Zahnrädern:
Fasst eure Ergebnisse zusammen.
Verwendet die Durchschnittswerte für jedes Zahnradgetriebe, um zu analysieren, in welchem Zusammenhang das Übersetzungsverhältnis, die zurückgelegte Distanz und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs stehen.
Welches Übersetzungsverhältnis würdet ihr auswählen, wenn ihr ein schnelles Fahrzeug entwickeln müsstet? Und welches würdet ihr für ein Fahrzeug auswählen, das schwere Lasten transportieren muss?
Wie habt ihr abgeschnitten?
Was habt ihr gut gemacht? Gibt es etwas, das ihr hättet besser machen können?
Jetzt versteht ihr, warum man Gänge wechselt. Großartig! Mit Vollgas auf zur nächsten Aufgabe!