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Erlebnis Wissen: Technik: Entdeckungen, Erfindungen, Zukunfts-technologie

20. Januar 2021

Seite 1- 7

Mit Beginn der Geschichte der Menschheit hat auch die Geschichte der Technik ihren Anfang genommen. Wer zum ersten Mal einen Keil benutzte, ein Seil an einem Eimer befestigte, um Wasser aus einem Brunnen zu schöpfen, wird für immer unbekannt bleiben.

21. Januar 2021

Seite 1- 7

Einen besondere Schub machte die Technik erstmals, als die Menschen begannen, sesshaft zu werden. Nun wurde nach einer Möglichkeit gesucht so zu bewirtschaften, dass der Ertrag der Felder für Bewohner reichte. Neben der Zucht von Tieren wurde der Pflug geschaffen (ca. 3000 v. Chr.).

22. Januar 2021

Seite 1-7

Durch längeren Aufenthalt in einem festen Gebiet fand man Ton und Erze, die mit der Erfindung des Rades zu einem regen Austausch von Waren über weite Entfernungen führten. Durch die Bearbeitung stellte man Waffen und Werkzeuge her, aber auch Mühlsteine und Tongefäße. Mit Zunahme des Handels wurden auch die Erfindungen immer weiter verbreitet und immer wieder verbessert. Heute entstehen komplizierte Fahrzeuge, Maschinen und Geräte, die diese Grundbausteine in großer Vielfalt kombinieren und einsetzen.

25. Januar 2021

Seite 8

Keil: Gehört zu den ältesten Erfindungen (Steinwerkzeuge) der Menschheit, die unsere Vorfahren bereits vor mehr als 2 Millionen Jahren herstellten.

Hebel: Erkannt von dem griechischen Mathematiker und Physiker Archimedes aus Syrakus (287-212 v. Chr.) Die kommen im täglichen Leben so häufig vor, dass wir sie nicht einmal mehr bemerken.

Schubkarre: Die Englische Schubkarre (1835) funktioniert auch nach dem Hebelprinzip. Eine einfachste Maschine, mit der eine Kraft von einem Ort auf den anderen übertragen werden kann.

26. Januar 2021

Seite 9-10

Waage: Hier handelt sich um einen zweiarmige, gleichseitigen Hebel. Der Drehpunkt befindet sich in der Mitte, nur wenn Kraft uns Last gleich sind, herrscht Gleichgewicht.

Flaschenzug: Er war bereits vor über 2000 Jahren bekannt. Damals wurde er eingesetzt, um mit einem Seil hängenden Eimer Wasser aus Brunnen zu schöpfen.

Rad: Dieses gehört zu den großen Errungenschaften der Menschheit, denn ohne das Rad gäbe es große Bereiche in Industrie und Technik nicht. Erste Luftreifen erfand der Ire Dunlop im Jahr 1888. Durch Speichenräder, die etwa um 1600v. Chr. in Ägypten zum Einsatz kamen, wurde das Rad insgesamt leichter und bewegte sich auch schneller.

27. Januar 2021

Seite 11

GEWINDE UND SCHRAUBE gehören zu den einfachen Maschinen. Sie sind eigentlich nur die Anwendung der schiefen Ebene, die in diesen Fall als Gewinde vorhanden ist.

Metallschraube: Eine Schraube setzt sich aus zwei Teilen zusammen, aus einem Schaft und einem Gewinde, das je nach Verwendungsart einen runden dreieckigen oder viereckigen Querschnitt hat.

Korkenzieher: Ist eine schiefe Ebene, die spiralförmig verläuft. Einige Korkenzieher vereinigen sogar mehrere einfache Maschinen in sich, und zwar die Spirale, die in den Korken gezogen wird, sowie zwei Hebel zum Herausziehen des Korkens.

Außengewinde: Schrauben haben ein Außengewinde so exakt gefertig dass sie sich in das Innengewinde einer Mutter hineinschrauben lassen.

Innengewinde: In der Mutter findet man ein Innengewinde. Je nach Drehrichtung unterscheidet man zwischen Rechts und Linksgewinde.

28. Januar 2021

Seite 12

ZAHNRAD UND GETRIEBE

Getriebe dienen der Übertragung von Bewegungen, dies geschieht über mindestens zwei Zahnräder. Ein Zahnrad ist ein Rad, an dessen Radkranz zahlreiche Zähne gleichmäßig angeordnet sind. Sie dienen zur reibungslosen Übertragung von Drehbewegung von einer Welle zur anderen. Man weiß nicht genau, wann das Zahnrad erfunden wurde. Erste zahnradartige Elemente kennt man aus dem alten Griechenland um 250 v. Chr.. Zahnräder bestehen aus unterschiedlichen Materialen wie Gusseisen, Stahl, anderen Metallen, Kunststoff oder Holz.

Kegelradgetriebe: Hier wird die Bewegung in einen Winkel von 90° übertragen, dabei drehen sich die ineinandergreifenden Zahnräder jeweils in die entgegengesetzte Richtung.

Winkelgetriebe: Das Getriebe selbst ist ein Zusammenwirken mehrerer Zahnräder unterschiedlicher Größe und mittels eines Schalthebels miteinander verzahnbar. Bei neueren Getrieben wie beim Auto sind die Räder schräg verzahnt, was ein Umschalten des Getriebes erleichtert, den es ratscht nicht mehr.

01. Februar 2021

Seite 13

REIBUNG

Als Reibung wird eine Kraft bezeichnet, die überwunden werden muss, wenn zwei sich berührende Körper sich bewegen. Überall dort, wo feste Oberflächen aufeinander gleiten oder rollen, tritt eine äußere Reibung auf. Sie bringt immer einen Verlust von Energie mit sich, denn sie wirkt der Bewegung entgegen. Gleichzetig entsteht immer Wärme.

In Bremsanlagen von Autos macht man sich das Prinzip der Reibung zu Nutze. Bei der Trommelbremse werden die Bremsbacken durch einen Radbremszylinder gegen die Bremstrommel gedrückt, sobald der Fahrer das Pedal tritt. Dadurch reiben Backe und Trommel aufeinander und die Bewegungsenergie des Rades wird in Wärme verwandelt.

02. Februar 2021

Seite 13

Zur Verdeutlichtung kann man sich die Bremse eines Autos vorstellen. Auch sie funktioniert mit Reibung, denn die Bremsvorrichtung einer Scheibe-, Backen- oder Lamellenbremse verringert die Bewegung der Bewegungsenergie in Wärme oder durch ihre Aufhebung.

Ein weiteres Beispiel für Reibung lässt sich an einem Schlitten erklären. Will man ihn über eine ebene Fläche ziehen, muss zunächst große Kraft aufgewand werden, um diesen in Bewegung zu setzen. Um ihn in Bewegung zu halten, muss weiter Kraft eingesetzt werden, denn lässt man den Schlitten los, steht er bald wieder still.

03. Februar 2021

Seite 14

KRAFTWERKE / ENERGIE

Energie bedeute physikalisch gesehen nichst anderes als die Fähigkeit, Arbeit zu verrichten. Es gibt Wärme- und Lichtenergie, Kernenergie, Bewegungs- und Lageenergie sowie chemische und elektrische Energie. Eines der Zentralen Themen unserer Zeit beinhaltet die Frage, wann unsere Energiereserven zu Ende gehen. Gemeint sind damit die in der Erde vorhandenen Vorräte wie Erdgas, Erdöl und Kohle. Sie bildetenin der Vergangenheit die am meisten verbreitete Energiequelle. Dem voran satnd natürlich noch die Muskelkraft der Menschen und Tiere, in kleinem Umfang die Kraft von Wind und Wasser.

04. Februar 2021

Seite 15

Nach zahlreichen Experimenten schuf man ab Mitte des 18 Jh. erste Dampfmaschinen als Antrieb für Mahlwerke, Textilmaschinen, Schiffe und Eisenbahnen. Vor allem in Großbritannien brachte dies große Umwälzungen mit sich.

Erste Untersuchungen zur Elektrizität wurden zwar bereits ab 1600 gemacht, doch erst zu Beginn des 19 Jh. wurde die elektromafnetische Spule erfunden. Nun konnte mit der Elektrizität eine neue Energiequelle eingesetzt werden. Aus früheren Dampfmaschinen wurden im Laufe der Jahre in vielen Bereichen Elektromotoren, die eine viel höhere Kraft entwickelten und zudem kleiner waren.

05. Februar 2021

Seite 15

Mit der Entdeckung der Uranspaltung und der Erkenntnis, Strom aus Kernenergie gewinnen zu können, ist seit Beginn der 50er- Jahre eine weitere Energieart verfügbar. Dabei wird allerdings radioaktive Strahlung, für den Menschen eine große Gefahr, freigesetzt. Daher ist die Kernenergie heute eine umstrittene Energiequelle. Heute setzt man auf alternative Energien wie Sonne, Wind und Wasser, um ihre natürlichen Kräfte zu nutzen.

08. Februar 2021

Seite 16

BATTERIE

Batterien können auf elektrochemischem Wege elektrische Spannung erzeugen und elektrische Energie abgeben. Man unterscheidet zwischen Akkumulatoren, die immer wieder geladen werden können, und Primärzellen, die nach Gabrauch leergebrannt sind. Ein italienischer Physiker namens Volta zeigte als Erster, dass zwischen zwei verschiedenen Metallen ( Kupfer und Zink), die man in bestimmte stromleitende Lösungen taucht, eine elektrische Spannung besteht.

Batterien in unterschiedlichen Größen für Taschenlampen oder Uhren sind meist Primärzellen. Sie enthalten keine Flüssigkeit, sondern eine chemische Paste. Zum Schutz vor Auslaufen sind sie in einen isolierten Stahlmantel gehüllt. Obwohl Batterien sehr leistungsstark sind, haben viele einen großen Nachteil. Durch ihre chemischen Zusätze wie Quecksilber, Nickel oder Zink sind sie umweltschädlich und gehören in den Sondermüll.

Versuche es mit deinen eigenen Worten, Daniel!

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