Hallo Leute
Jetzt sind mal die Kreativen unter euch gefragt.
Wie jedes Jahr findet bei uns an der Schule ein Physik-Wettbewerb statt. Ich werde mit ein Paar Klassenkameraden daran teilnehmen und zwar ist folgende Aufgabe zu bewältigen:
Zitat:
„Das Gegenwindfahrzeug“
Ziel der Aufgabe ist es, ein Fahrzeug zu
konstruieren und zu bauen, das auf einer
horizontalen Fläche fahren kann und in
der Lage ist, sich selbsttätig und möglichst
schnell „gegen den Wind“ zu bewegen.
Wettbewerbs-Bedingungen:
- Die Antriebsenergie soll das Fahrzeug ausschließlich aus dem Gegenwind
„gewinnen”!
- Die Messstrecke besteht aus einer beschichteten Spanplatte mit glatter
Oberfläche. Die Grundfläche hat die Maße 80 cm x 220 cm und ist links
und rechts durch eine 12 cm hohe Bande begrenzt.
- Beim Finale muss das Fahrzeug die Distanz von 1,50 Metern gegen den
Wind zurück legen.
- Der Wind wird durch zwei handelsübliche Ventilatoren (50 W, Ø ca. 30
cm) erzeugt, deren Windgeschwindigkeit durch Vergrößerung des
Abstandes zur Messtrecke oder durch den dreistufigen Schalter während
der Fahrt reduziert werden kann.
- Das Fahrzeug darf nicht angestoßen und während der Fahrt nicht berührt
werden.
- Die Verwendung von Bausätzen ist nicht erlaubt. Einzelkomponenten aus
der Modellbaukiste dürfen verwendet werden.
- Keine Fernsteuerungen, keine elektrischen/elektronischen Bauteile!
Bewertungskriterien:
- Die benötigte Fahrtzeit (möglichst schnelle Fortbewegung).
- Außerdem wird die Originalität eurer Konstruktion von einer Jury bewertet.
Leider fehlt mir noch _die_ Idee und da dachte ich mir, frage ich doch mal hier nach.
Dann fangt mal an zu überlegen und postet eure Vorschläge
Irgendwo war mal ein Post (von tele glaub ich), in dem er sagte, niemand hier wird Hausaufgaben für dich machen.
Es ist zwar nicht das gleiche, aber trotzdem finde ich es immer wieder dreist, wenn Leute ihre Aufgaben hier per copy-n-paste reinstellen und dann irgendwelche Wunder erwarten.
Sag uns doch lieber erstmal, über was ihr euch schon so Gedanken gemacht habt, was klappen könnte, was überhaupt nicht... Vielleicht kommst du dann hier mit irgendwem ins Geschäft!
Darf ich mal bitte vorbei?! Das geht nach Kompetenz... Danke! | | | Einmal dachte ich, ich hätte Unrecht. Hab mich aber getäuscht!
"Es ist gelogen, dass Videogames Kids beeinflussen. Hätte Pacman das getan, würden wir heute durch dunkle Räume irren, Pillen fressen und elektronische Musik hören."
Na gut. Tut mir Leid, dass es dtwas missverständlich war. Meine Idee war, dass Rotorblätter, ähnlich denen von einer Weihnachtspyramide, die Kraft über Kurbelwellen auf ein oder 2 Räder übertragen. Das ganze soll dann auf ein Gestell mit 3 oder 4 Rädern. Ich hoffe, dass reicht erstmal an Vorschlägen meinerseits. Morgen werde ich dann noch eine Zeichnung liefern.
Das Antriebskonzept des ersten Bildes funktioniert so nicht, da würden die Antriebsräder in entgegengesetzte Richtungen drehen. Es sollte aber in dem Fall reichen reichen, wenn ein Rad für den Antrieb sorgt.
Das Antriebskonzept des zweiten erschließt sich mir gar nicht.
Es muss einfach nur eine Strecke von 2,2m, die 80cm breit ist, zurücklegen. Es ist hierbei egal ob sie gerade fährt(nicht schwimmt!) oder Kurven fährt.
Ich hatte an dasselbe wie in deinem ersten Link gedacht...
Kann mir zwar vorstellen das man das Segel so "einstellen" könnte, in den Kurven umzuschwenken...aber durch die Kurven würde natürlich wertvolle Zeit verloren gehen...
Ich hab da so einen Gedankengang, der vllt sogar umsetzbar ist:
Da der Wind ja von vorne kommt und das Fahrzeug auch nicht iwelche Kurven fahren muss, wäre es doch imo am einfachsten durch eine "segelartige" Konstruktion einen unterdruck vor dem "Segel" zu erzeugen, sodass das Fahrzeug durch den entstehenden Unterdruck nach vorne gezogen wird. Die Räder sollten dabei möglichst wenig Reibungswiderstand haben, aber das ist ja eh klar
Das "Segel" könnte eine leicht verschwungende Röhre bzw Kanal sein, in der durch den durchpfeifenden Wind der Unterdruck erzeugt wird....
Wie gesagt, es ist nur ein Gedankengang meinerseits^^
Savonius-Rotoren klingen hierufer sehr vielversprechend. Ich wuerde vermutlich eine zunaechst 2 oder 4 dieser Rotoren (um je 90 Grad gegeneinander versetzt) fest mit einer Achse verbinden, rechts und links auf die Achse 2 Raeder, auch fest damit verbunden. Versetzt der Wind die Rotoren in Drehung, drehen sich auch die Raeder. Damit hat man zunaechst erstmal nur eine Achse, ein (dreraedriges) Fahrzeug kann draus werden, wenn man hinten noch ein Rad dranknubbelt.
Rot: Savonius-Rotor
Orange: Savonius-Rotor, um 90 Grad gegenueber den roten verdreht
Schwarz: Achsen
Blau: Raeder
Gruen: Chassis
Hellgruen: Ladeflaeche (kann man auch weglassen)
Ich hab keine Ahnung, ob das Drehmoment auf so einen Savonius reicht, um das ganze dann in Drehung und entsprechend Vorwaertsbewegung zu versetzen. Sollte das nicht gehen: die Savonius-Rotoren von der Vorderachse wegnehmen und auf eine separate Achse packen. Diese parallel ueber die Vorderachse montieren und zwischen den beiden Achsen die Kraft mittels Zahnraedern uebertragen. Damit erreicht man dann je nach Uebersetzungsverhaeltnis, Groesse von Raedern und Savonius-Rotoren verschiedene Geschwindigkeiten.
Wie man das ganze konstruiert (ich kann mir grad Klopapier-Rollen-Haelften, Cola-Dosen-Haelften, Getraenke-Flaschen-Teile als Rotoren vorstellen) muesst Ihr aber schon selbst rausfinden
Problem, was ich bei der Weihnachtspyramiden-Konstruktion sehe, ist, dass es einfach zu viele drehbare Achsen gibt. Viele Achsen bedeuten viele Lager und viele Lager bedeuten viele Reibungsverluste. Vor allem die Uebertragung der Drehbewegung parallel zum Wind in eine Drehbewegung senkrecht zum Wind stell ich mir problematisch vor.
BlueJack: wie muss denn so eine '"segelartige" Konstruktion' aussehen? Kann ich mir jetzt grad nicht so richtig vorstellen.....
Gruesslies, Kerri
PS.: Sollte das funktionieren, und solltet Ihr gewinnen, erwarte ich zumindest Erwaehnung in der Dankesrede
Lustig waere bestimmt auch noch, wenn Du die Hinterachse lenkbar machst. Mit einer Art Windfahne koenntest Du dann versuchen, die Hinterachse so zu drehen, dass das Fahrzeug immer moeglichst genau in Windrichtung faehrt. (Dummerweise muesste man die Hinterachse aber genau umgedreht zu einer Windfahne lenken - da muesste man also so eine Art Scharnier oder Drehgelenk dazwischen konstruieren, fixiert man das an den richtigen Stellen, und packt da Windfahne und Hinterrad dran, kann man die Drehrichtung des Hinterrades antisymmetrisch zur windfahne bekommen)
Eventuell waere mit so einer Windfahnen-Lenkung auch das schon beschriebene Kreuzen moeglich.
Der Vorteil eines Fahrzeugs auf einem festen Untergrund ist, dass man kinetische Energie eigentlich aus jeder Richtung mittels Zahnräder in jede andere Richtung wieder in kinetische Energie umwandeln kann.
Beim Boot ist das Blöde ja, dass man keinen "festen" Untergrund hat, sondern der Wind das Segel "drückt".
Es gibt ja durchaus auch Schiffs-konstrukte mit besagten Savonius Rotor oder dem Flettner Rotor: Flettner-Rotor – Wikipedia
Gruß
tele
PS: @gizmo: ja, ich hab das mal mit den Hausaufgaben im OT angefangen. Stamm aber (natürlich) von der guten alten Seite schlechthin:
Diese Konstruktion ist aus zwei Gruenden ungeeignet: Zum einen muss man den Zylinder in schnelle Rotation versetzen, so dass die Zylinderoberflaeche etwa 3-4 mal so schnell wie der Wind ist., dafuer braeuchte man definitiv nen Motor oder aehnliches. Zum anderen muss man damit auch kreuzen, weil die Kraft, die man fuer die Fortbewegung nutzen koennte, wieder senkrecht zum Wind steht.
Noergelnde Gruesse, Kerri
PS.: Zum Thema Hausaufgaben: Ideen und Denkanstoesse kann man ja durchaus liefern. Nur Abwaegen, welche Ideen nun was taugen, und welche nicht, und das Ding dann tatsaechlich bauen und tweaken muss schon der OP selbst. Von daher betrachte ich Tipps hier nicht als 'geloeste Hausaufgabe'.
Sorry wenn du mich falsch verstanden hast, kerri. Ich wollte den Flettner Rotor nicht als Einsatzteil für hier empfehlen, sondern nur darauf hinweisen, dass es solche Konstrukte auf Schiffen gibt. Das mit dem Kreuzen ist mir auch aufgefallen, war aber schlichtweg zu faul hier nochmal darauf hinzuweisem :P
Physik-Kreativ-Wettbewerb: Gegenwindfahrzeug 
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