• Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
    • Institut für Physik - Didaktik der Physik

Archiv für Kategorie 3D-Druck

Modellversuch zu Gezeiten

Dass Ebbe und Flut durch die gravitative Wirkung des Mondes verursacht werden, ist den meisten Menschen bekannt. Doch wenn man dann weitere Fragen zum Thema Gezeiten stellt, bleibt oft nur Ratlosigkeit. In welchem Rhythmus wechseln Ebbe und Flut? Wie müssen Erde und Mond zueinander stehen, damit an einem bestimmten Ort auf der Erde Flut ist. Wieso ist auch auf der dem Mond abgewandten Seite Flut? Und welche Rolle spielt dabei eigentlich die Sonne? All diese Fragen zu beantworten ist gar nicht so simpel, wie man auf den ersten Blick meinen könnte. Daher wäre es doch toll, dieses astronomische Phänomen in Form eines Modells in den Klassenraum holen zu können. Möglich werden soll dies mithilfe des 3D-Drucks.

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24. Juli 2017 | Veröffentlicht von Sebastian Tillack | Kein Kommentar »
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Modellexperiment zur Rutherford-Streuung

In seiner Masterarbeit schlägt Vitali Heptin („Demonstrationsversuch zur Rutherfordstreuung“, 05.02.2013, Universität Bielefeld, verfügbar unter http://www.physik.uni-bielefeld.de/didaktik/ ) vor, zur Veranschaulichung der Rutherford-Streuung im Schulunterricht ein mechanisches Modell zu verwenden. Dazu wurde in einer Kugelbahn ein metallender Kegel eingearbeitet. Bei senkrechter Aufsicht ergeben sich für die den Kegel passierenden Kugeln Bahnkurven die der Rutherford-Streuung gleichen.

Mit Hilfe eines 3D-Druckers wurde von uns ein Kegel aus Kunststoff produziert. Dafür wurde ein OpenSCAD-Skript (Konstruktionsdateien für den 3d-Druck)verwendet, welches ein 3D-Modell einer allgemeinen Funktion z=f(x,y) erstellt. Dabei kann die Feinheit des zugrundeliegenden Gitters in der x-y-Ebene durch einen Parameter bestimmt werden. Bei größeren Werten, welche für das Erstellen der Druckdatei verwendet wurden, dauert die Berechnung des Modells einige Zeit (ca. 20min). Der Druck selbst benötigt fast einen Tag.

 

2. Juni 2017 | Veröffentlicht von Franz Boczianowski | Kein Kommentar »
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3D-Drucker – Brachistochrone

Dieser Artikel beschäftigt sich mit dem 3D-Drucker und welche Möglichkeiten er für den Physikunterricht bietet. Im Rahmen des Seminars sollten sich alle Teilnehmer Gedanken darüber machen, wie man den 3D-Drucker im Unterricht integrieren kann. Generell lässt sich im Voraus sagen, dass man den 3D-Drucker nur bedingt aktiv im Unterricht einsetzen kann. Er glänzt eher als ergänzendes Werkzeug, mit dem relativ „schnell“ bestimmte Bauteile oder Figuren drucken lassen kann, die den Unterricht bereichern können. Hierzu verweise ich auf die weiteren Blog-Artikel, in denen es um den 3D-Drucker geht.

 

3D-Drucker:

Wir haben im Rahmen des Seminars den folgenden 3D-Drucker von Dremel verwendet. Neben dem Drucker braucht man zusätzliche die richtige Software, mit der man seine Figuren und Bauteile erstellen und bearbeiten kann. Hier gibt es mehrere Möglichkeiten. Es gibt z.B. die eigene Software von Dremel, openSCAD oder Tinkercad. Mit diesen Programmen kann man sich selbstständig oder vorgefertigte Figuren erstellen. Eine große Plattform von fertigen Bauteilen und Figuren bietet die Seite: Thingiverse. Hier findet man so gut wie zu jedem Themenbereich bereits von anderen Personen erstellte 3D-Druckformate.

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30. Mai 2017 | Veröffentlicht von Tom Leonhardt | Kein Kommentar »
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Experimente zur Corioliskraft mithilfe des 3D-Druckers

Ziele: In diesen Wochen sollte ausprobiert werden, wie man den 3D-Drucker für Physik-Unterricht einsetzen kann. Ich entschloss mich dazu eine Veranscheulichung zur Corioliskraft herzustellen. Ziel war es dabei vor allem die Abhängigkeit der Kraft von der Geschwindigkeit eines in einem rotierenden System bewegten Körpers und von der Rotationsgeschwindigkeit untersuchbar bzw. erfahrbar zu machen. …weiterlesen »

22. März 2017 | Veröffentlicht von Benedikt Käsbach | Kein Kommentar »
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Pythagoräischer Becher

Ziel des Versuchs ist es das Phänomen Unterdruck bzw. eine Auswirkung davon auf qualitative Weise kennen zu lernen.

Aufbau

Der Versuch benötigt lediglich einen pythagoräischen Becher, eine Kristallisierschale, ein Becherglas und gefärbtes Wasser. Der Becher kann mit einem 3D-Drucker gedruckt werden. Dazu gibt es viele Vorlagen im Internet zu finden. Je nach Drucker kann dieser nur mit bestimmten Dateiformaten arbeiten. Die Hersteller-Software sollte jedoch in der Lage seien die gängigen STL-Dateien in das für den Druck benötigte Format zu konvertieren.

Funktionsweise des pythagoräischen Bechers

Der klassische Becher soll auf Pythagoras zurückgehen. Er sieht aus wie ein Weinglas und besitzt zudem eine Säule in der Mitte. Der Standfuß des Bechers ist durch eine Hohlleitung mit dem Inneren des Bechers verbunden. Diese Leitung beginnt am unteren Ende der Säule und steigt in dieser nach oben und macht dort eine Kurve nach unten und endet in einer Öffnung im Standfuß. Die Höhe der Kurve markiert eine Grenzhöhe, bis zu der der Becher ohne Folgen gefüllt werden kann. Übersteigt die Füllhöhe jedoch die Grenzhöhe, fließt Wasser „um die Kurve“ und die Leitung hinunter. Dadurch entsteht in der Leitung ein Unterdruck, der das restliche Wasser nachsaugt. Neuere Modelle umgehen die Säule in der Mitte, indem sie die Leitung in den Becherrand verlegen oder verzichten sogar ganz auf den Weinglasstil.

Durchführung

 

Der Becher wird …weiterlesen »

2. Januar 2017 | Veröffentlicht von Stephen Mayer | Kein Kommentar »
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