THEMENPFADKURATIERTER THEMENPFAD · 8 MISSIONEN
Kräfte und Maschinen
Kraft im Tausch gegen Weg.
Die goldene Regel der Mechanik zieht sich durch alles, was Menschen je gebaut haben: Wer Kraft sparen will, zahlt mit Weg. Der Pfad geht sie durch – vom Hebel über Getriebe und Hydraulik bis zu Impuls, Drehimpuls und Tragwerk.
- REINE SPIELZEIT
- 47–70 MIN
- MIT GESPRÄCHEN
- ≈ 94–140 MIN
- EMPFOHLEN
- AB 10+
- GEDACHT FÜR
- ab Klasse 5, Technik und Physik zum Anfassen
DIE 8 STATIONEN
Der Pfad führt dich in dieser Reihenfolge durch die Missionen – jede baut auf der vorigen auf. Du kannst jederzeit unterbrechen: Jede Station hat ihre eigene Adresse, über die du später genau dort weitermachst.
055 · Lever Lift
5–8 MIN · AB 8+Der Hebel ist die älteste Maschine der Welt – und die goldene Regel zeigt sich hier zum ersten Mal.
Hebe 600 Newton mit 150 Newton Handkraft: erst per Hebel, dann mit dem Flaschenzug, dann über die Rampe. Der Arbeitsbalken verrät den Preis jedes Tricks.
HebelgesetzFlaschenzugSchiefe EbeneGoldene RegelBEI STATION 1 EINSTEIGEN →043 · Gear Works
5–8 MIN · AB 9+Zahnräder tauschen Drehzahl gegen Drehmoment. Kurble selbst und sieh die Übersetzung als Zahl und als Gefühl.
Stecke Zahnräder zu Getrieben: mehr Drehzahl für den Lüfter, mehr Moment für die Winde, exakt 6:1 für die Präzisionsstufe. Ein Getriebe tauscht immer – nie schenkt es.
ÜbersetzungDrehmomentDrehzahlZähnezahlenBEI STATION 2 EINSTEIGEN →075 · Hydraulic Press
6–9 MIN · AB 9+Flüssigkeit überträgt Kraft: Jeder Pumpstoß schiebt dasselbe Volumen – und du bezahlst die 8-Kilonewton-Presse in gezählten Stößen.
Jeder Pumpstoss schiebt genau zehn Kubikzentimeter weiter. Der große Kolben hebt acht Kilonewton – du zahlst dafür in gezählten Stößen.
DruckPascal'sches PrinzipKolbenflächeVolumenbilanzBEI STATION 3 EINSTEIGEN →077 · Marble Track
6–9 MIN · AB 9+Energie geht nicht verloren, sie wandelt sich: Deine Kugel kommt nie höher als ihr Start, und die Reibung kassiert unterwegs.
Du baust das Höhenprofil aus zwölf Abschnitten und lässt die Kugel laufen. Drei Balken zeigen mit, wohin ihre Energie wandert – und wo sie liegen bleibt.
HöhenenergieBewegungsenergieEnergieerhaltungReibungsarbeitBEI STATION 4 EINSTEIGEN →073 · Impulse Arena
6–9 MIN · AB 10+Beim Stoß regiert der Impuls: Sag vorher, was passiert – die Bilanz daneben bleibt bei jedem Versuch bei null.
Erst setzt du Marker für beide Wagen, dann läuft der Stoß. Die Impulsbilanz daneben bleibt bei jedem Versuch bei null – auch wenn deine Vorhersage daneben liegt.
ImpulsImpulserhaltungelastischer und unelastischer StoßVerformungsenergieBEI STATION 5 EINSTEIGEN →074 · Spin Keeper
7–10 MIN · AB 10+Auch Drehung hat ein Gedächtnis: Zieh die Gewichte nach innen, und die Scheibe wird schneller, ohne dass du sie anfasst.
Der Griff passiert die Markierung, und nur genau dann wirkt dein Schub. Danach steckst du Gewichte um und die Scheibe wird schneller, ohne dass du sie anfasst.
DrehimpulsTrägheitsmomentDrehimpulserhaltungPräzessionBEI STATION 6 EINSTEIGEN →009 · Bridge Lab
6–8 MIN · AB 10+Jetzt bauen: Ein Fachwerk verteilt Kräfte so geschickt, dass dünne Stäbe schwere Lasten tragen.
Verbinde Knoten zu einem Fachwerk und beobachte im Belastungstest, wie Dreiecke Lasten über Zug und Druck ableiten.
FachwerkZug und DruckLastpfadeLeichtbauBEI STATION 7 EINSTEIGEN →095 · Balance Point
6–9 MIN · AB 9+Zum Schluss die stillste Kraft: Der Schwerpunkt entscheidet, ob Kran und Turm stehen – nimm weg, bis das Lot es dir zeigt.
Der Stapel steht fertig da – dein einziger Zug ist das Wegnehmen. Das Lot durch den Schwerpunkt entscheidet live, ob er stehen bleibt. Der Kran verrät dir sein minimales Gegengewicht.
SchwerpunktStandfläche und LotGegengewichttiefer SchwerpunktBEI STATION 8 EINSTEIGEN →
FÜR LEHRKRÄFTE UND GRUPPENLEITUNGEN
Das Begleitblatt oben enthält für jede Station einen Beobachtungsauftrag fürs Spielen und einen Gesprächsimpuls für danach, samt Erwartungshorizont. Alle Missionen laufen ohne Konto und ohne Installation im Browser, auch offline. In jeder Mission schaltet sich eine Hilfeleiter mit Tipp, Hinweis und Lösung frei – niemand bleibt hängen. Empfohlener Rhythmus: Auftrag vorlesen, in Paaren spielen, kurz sprechen. Die reine Spielzeit verdoppelt sich dabei ungefähr.