User manual

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Maschinen in
unserer
Umgebung
Was ist
Mechanik?
 Wer schleppt heute noch schwere Lasten durch die Gegend? Wer bohrt ein Loch mit reiner Muskelkraft
in eine Wand? Wer wäscht seine Wäsche noch mit einem Waschbrett? Fast niemand. Der Mensch hat viele
Geräte erfunden, die ihm das Leben und die Arbeit erleichtern. Angefangen beim Mahlwerk einer Mühle
über die Düsentriebwerke eines Jumbo-Jets bis hin zum Computer.
Geräte, die dir eine Arbeit erleichtern oder sogar abnehmen können, nennt man in der Fachsprache
Maschinen.
Maschinen können: Beispiel:
l
Lasten bewegen
l
LKW, PKW, Kran, Bagger,...
l
Werkstoffe bearbeiten
l
Teigrührgerät, Betonmischer, Mixer,...
l
Elektrische Energie in
l
Elektromotor
Bewegungsenergie umwandeln
l
Daten verarbeiten
l
Taschenrechner, Computer,..
 In der Mechanik geht es um Wirkungen und Kräfte, die starre und sich bewegende Körper beeinflus-
sen. Die Mechanik ist in verschiedene Bereiche wie z. B. Statik, Dynamik, Kinetik oder Thermodynamik
gegliedert. Wir begrenzen uns auf zwei Bereiche: die Dynamik und die Statik.
Schon in der Antike haben Wissenschaftler die Bereiche der Mechanik untersucht. Die alten
Dombaumeister haben mit immer höheren Kirchen das Gleichgewicht der Kräfte bis zum Äußersten
ausgelotet. Heute übernimmt ein Statiker die Berechnungen für die Stabilität eines Bauwerks. Sein
Beruf kommt – wie der Name schon sagt – aus dem mechanischen Teilbereich der Statik. Mehr darüber
erfährst du im Thementeil Statik.
Immer dann, wenn Maschinen oder Getriebe in Bewegung gesetzt werden, sind sie dynamisch. Die
Dynamik beschreibt die Änderung der Bewegungsgrößen, beispielsweise beim Drehen einer Welle,
bei einer Hin- und Herbewegung oder einer Zahnradübertragung. Die Dynamik ist also die Lehre von
den Bewegungsänderungen. Was das genau ist, lernst du in den folgenden Kapiteln kennen.
 Der Motor ist ein möglicher Antrieb für eine Maschine.
Man unterscheidet zwei Arten von Motoren: Verbren nungs-
motoren und Elektromotoren. Ein Auto z. B. wird von einem
Verbrennungs motor angetrieben. Einen so komplizierten
Motor hast du natürlich nicht in deinem Baukasten, dafür
aber einen Elektromotor, kurz auch E-Motor genannt.
Elektromotoren sind die Antriebe für die meisten Maschinen des Alltags. Sie können überall eingesetzt
werden, wo elektrische Energie zur Verfügung steht.
 Der Elektromotor in deinem Baukasten hat eine sehr hohe Drehzahl, d. h. er dreht sich so schnell,
dass du eine einzelne Umdrehung gar nicht erkennen kannst. Dein Motor ist aber sehr „schwach“, er
kann also keine Lasten heben und auch kein Fahrzeug antreiben. Um die schnellen Umdrehungen zu
verringern und den Motor „stärker“ zu machen, benötigt man ein Getriebe.
Der
Elektromotor