Freestyle-Physics 2026 - Gymnasium Antonianum: Unterschied zwischen den Versionen

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'''Autor:''' [[Benutzer:Ulrich_Schneider| Prof. Dr.-Ing. Schneider]]<br>
'''Autor:''' [[Benutzer:Ulrich_Schneider| Prof. Dr.-Ing. Schneider]]<br>
'''Termine:''' vierzehntägig dienstags, 13:30 Uhr bis 15:30 Uhr, [https://www.antonianum.de/  Gymnasium Antonianum, Geseke]
'''Termine:''' vierzehntägig dienstags, 13:30 Uhr bis 15:30 Uhr, [https://www.antonianum.de/  Gymnasium Antonianum, Geseke]
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== Freistoßautomat - EM 2024 ==
== Ideensammlung ==
[[Datei:Freestyle-physics 2018 (480p 30fps H264-128kbit AAC) 1.mp4|start=0|720|Freistoßautomat - EM 2024]]
{| class="wikitable"
== Kettenreaktion ==
|+ Text der Überschrift
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|-
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! Funktion !! Variante 1 !! Variante 2 !! Variante 3 !! Variante 4
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|-
| '''Grundstruktur/Rahmen''' || Kastenförmiger Rahmen || Dreieckige Fachwerkstruktur || U-förmiger Rahmen || Flache Grundplatte mit Aufbauten
|-
| '''Wurfarm''' || Einarmiger Hebel || Doppelarm (Wippe) || Kurzer steifer Arm || Langer flexibler Arm (Papierlaminat)
|-
| '''Lagerung (Drehpunkt)''' || Papierrolle als Achse || Faden als Gelenk || Pappzapfen in Loch || Schlitzführung
|-
| '''Energieübertragung vom Gewicht''' || Direktes Ziehen am Arm || Umlenkung über Faden (Flaschenzugprinzip) || Aufwickelmechanismus || Fallgewicht spannt erst, dann Auslösung
|-
| '''Gewichtsanordnung''' || Frei fallendes Gewicht || Geführtes Gewicht (Schacht) || Pendelgewicht || Gewicht auf Schlitten
|-
| '''Kraftspeicherung''' || Direkt (ohne Speicherung) || Aufgedrehter Faden (Torsion) || Gebogener Papparm (elastisch) || Kombination aus Gewicht + Vorspannung
|-
| '''Auslösemechanismus''' || Manueller Auslöser (Faden ziehen) || Haken/Lasche aus Pappe || Kippmechanismus || Reibverschluss (Klemmung lösen)
|-
| '''Ballaufnahme''' || Löffelform aus Papier || Becher aus Pappe || Schlaufe aus Faden || Kleine Plattform
|-
| '''Führung des Balls''' || Keine Führung || Seitliche Wände || Rohr aus Papier || Schiene
|-
| '''Bewegungsbegrenzung''' || Anschlag aus Pappe || Fadenbegrenzung || Elastischer Stopper (Papierfeder) || Kein Anschlag
|-
| '''Standfestigkeit''' || Breite Basis || Zusatzgewichte (Papierstapel) || Verankerung mit Fäden || Dreibein-Konstruktion
|-
| '''Rückstellung''' || Manuell || Gewicht zurückziehen || Gegengewicht || Gegengewicht
|}


== Wasserrakete ==
== Konzept 1: Klassisches Hebel-Katapult ==
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*Rahmen: Kastenstruktur
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*Wurfarm: Einarmiger Hebel
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*Lagerung: Pappachse
*Energie: Frei fallendes Gewicht zieht am Arm
*Ballaufnahme: Löffel
* '''Bewertung:''' Einfach, robust, gute Startlösung
 
== Konzept 2: „Mini-Trebuchet“ ==
*Rahmen: Dreieckige Struktur
*Wurfarm: Einarmig (langer Arm)
*Energie: Fallgewicht am kurzen Arm
*Ballaufnahme: Schlaufe oder Becher
* '''Bewertung:''' Sehr effizient, große Reichweite
 
== Konzept 3: Torsions-Katapult ==
*Energie: Aufgedrehter Faden
*Wurfarm: kurzer Arm
*Lagerung: Fadenbündel
* '''Bewertung:''' Schwieriger, aber spannend (ähnlich historischen Katapulten)
 
== Konzept 4: Flaschenzug-Verstärkung ==
*Energie: Gewicht + Umlenkung über Faden
*Ziel: höhere Zugkraft auf Wurfarm
* '''Bewertung:''' Mehr Power trotz leichtem Gewicht
 
==FAQ==
{| class="wikitable"
|-
| '''F''' || '''Ist beim Bau des Pappkatapults der Einsatz von Heißkleber erlaubt?'''
|-
| A|| Nein, Heißkleber ist beim Pappkatapult nicht erlaubt: "Zum Bau des Katapultes dürfen nur Papier, Wellpappe, Papierkleber und Faden verwendet werden.“ Das ist die Herausforderung in der Aufgabenstellung. Heißkleber ist ja geschmolzener Kunststoff, aus dem man strukturell tragende Verbindungen herstellen kann. Das würde nicht dem Sinn der Aufgabe entsprechen.
 
|}

Aktuelle Version vom 23. März 2026, 16:05 Uhr

Abb. 1: Die Kettenreaktion

Autor: Prof. Dr.-Ing. Schneider
Termine: vierzehntägig dienstags, 13:30 Uhr bis 15:30 Uhr, Gymnasium Antonianum, Geseke

Aufgabenstellung

Medium:2026Pappkatapult.pdf


Ideensammlung

Text der Überschrift
Funktion Variante 1 Variante 2 Variante 3 Variante 4
Grundstruktur/Rahmen Kastenförmiger Rahmen Dreieckige Fachwerkstruktur U-förmiger Rahmen Flache Grundplatte mit Aufbauten
Wurfarm Einarmiger Hebel Doppelarm (Wippe) Kurzer steifer Arm Langer flexibler Arm (Papierlaminat)
Lagerung (Drehpunkt) Papierrolle als Achse Faden als Gelenk Pappzapfen in Loch Schlitzführung
Energieübertragung vom Gewicht Direktes Ziehen am Arm Umlenkung über Faden (Flaschenzugprinzip) Aufwickelmechanismus Fallgewicht spannt erst, dann Auslösung
Gewichtsanordnung Frei fallendes Gewicht Geführtes Gewicht (Schacht) Pendelgewicht Gewicht auf Schlitten
Kraftspeicherung Direkt (ohne Speicherung) Aufgedrehter Faden (Torsion) Gebogener Papparm (elastisch) Kombination aus Gewicht + Vorspannung
Auslösemechanismus Manueller Auslöser (Faden ziehen) Haken/Lasche aus Pappe Kippmechanismus Reibverschluss (Klemmung lösen)
Ballaufnahme Löffelform aus Papier Becher aus Pappe Schlaufe aus Faden Kleine Plattform
Führung des Balls Keine Führung Seitliche Wände Rohr aus Papier Schiene
Bewegungsbegrenzung Anschlag aus Pappe Fadenbegrenzung Elastischer Stopper (Papierfeder) Kein Anschlag
Standfestigkeit Breite Basis Zusatzgewichte (Papierstapel) Verankerung mit Fäden Dreibein-Konstruktion
Rückstellung Manuell Gewicht zurückziehen Gegengewicht Gegengewicht

Konzept 1: Klassisches Hebel-Katapult

  • Rahmen: Kastenstruktur
  • Wurfarm: Einarmiger Hebel
  • Lagerung: Pappachse
  • Energie: Frei fallendes Gewicht zieht am Arm
  • Ballaufnahme: Löffel
  • Bewertung: Einfach, robust, gute Startlösung

Konzept 2: „Mini-Trebuchet“

  • Rahmen: Dreieckige Struktur
  • Wurfarm: Einarmig (langer Arm)
  • Energie: Fallgewicht am kurzen Arm
  • Ballaufnahme: Schlaufe oder Becher
  • Bewertung: Sehr effizient, große Reichweite

Konzept 3: Torsions-Katapult

  • Energie: Aufgedrehter Faden
  • Wurfarm: kurzer Arm
  • Lagerung: Fadenbündel
  • Bewertung: Schwieriger, aber spannend (ähnlich historischen Katapulten)

Konzept 4: Flaschenzug-Verstärkung

  • Energie: Gewicht + Umlenkung über Faden
  • Ziel: höhere Zugkraft auf Wurfarm
  • Bewertung: Mehr Power trotz leichtem Gewicht

FAQ

F Ist beim Bau des Pappkatapults der Einsatz von Heißkleber erlaubt?
A Nein, Heißkleber ist beim Pappkatapult nicht erlaubt: "Zum Bau des Katapultes dürfen nur Papier, Wellpappe, Papierkleber und Faden verwendet werden.“ Das ist die Herausforderung in der Aufgabenstellung. Heißkleber ist ja geschmolzener Kunststoff, aus dem man strukturell tragende Verbindungen herstellen kann. Das würde nicht dem Sinn der Aufgabe entsprechen.
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