1852 von Elisha Otis erfunden, veranschaulichen Aufzüge verschiedene interessante wissenschaftliche Prinzipien. Ein wissenschaftliches Modellprojekt für Aufzüge kann den Schülern helfen, Phänomene wie Schwerkraft, Riemenscheiben und Gegengewichte zu verstehen. Auch Aufzüge können das zweite Bewegungsgesetz von Isaac Newton veranschaulichen. Dieses Gesetz besagt, dass, wenn eine Kraft auf ein Objekt einwirkt, dieses beschleunigt wird.
Einfacher Kastenaufzug
Ein einfacher Modellaufzug kann mit einem langen Stück Schnur hergestellt werden, das an einem Karton befestigt ist, der auf einem Tisch sitzt. Schneiden Sie ein kleines Loch in die Mitte der Schachteloberseite und führen Sie die Schnur ein. Die Schnur sollte an der Innenseite der Schachtel verknotet werden, damit sie nicht aus dem Loch herauskommt. Die Schnur sollte lang genug sein, damit Sie das Höhenruder von der gegenüberliegenden Seite des Tisches absenken und anheben können. Schneiden Sie zwei Klappen ab, sodass nur noch zwei Klappen übrig bleiben, die wie Aufzugstüren aussehen. Ein Schüler sollte zur anderen Seite des Tisches gehen und die Schnur halten, während der andere die Kiste vom Tisch absenkt. Die Schüler können abwechselnd den Aufzug absenken und anheben. Dieses Projekt hilft den Schülern, die Auf- und Abbewegung eines Aufzugs zu verstehen. Erklären Sie den Schülern, dass es mehr Kraft erfordert, einen Aufzug anzuheben als ihn abzusenken, da die Schwerkraft Dinge nach unten zieht.
Ein Aufzug mit Spindeln
Alle Science Fair-Projekte beschreiben die Verwendung von Spindeln und einem Gegengewicht, um einen funktionierenden Aufzug zu schaffen. Befestigen Sie vier Spindeln mit Nägeln an der Oberseite eines Stücks Sperrholz. Achten Sie darauf, die Spindeln gleichmäßig über die Oberseite zu verteilen und sie von links nach rechts mit "a", "b", "c" und "d" zu beschriften. Befestigen Sie zwei weitere Spindeln an der Unterseite Ihres Sperrholzes unter den linken beiden oberen Spindeln und beschriften Sie diese von links nach rechts mit "e" und "f". Zwischen der oberen und der unteren Spindel sollte mindestens 3 Fuß Platz sein. Binden Sie ein Stück Schnur oben und eines unten an einen kleinen Karton, der Ihre Aufzugskabine sein wird. Die untere Saite sollte in dieser Reihenfolge um die Spindeln "f", "e", "a" und "b" geschlungen werden. Befestigen Sie diese Schnur an der Oberseite der Schachtel. Die andere Saite sollte sich um "c" und "d" schlingen und das lose Ende sollte an ein Gegengewicht gebunden werden, das an der rechten Seite Ihres Sperrholzes hängt. Durch Drehen der Spindel "a" fährt Ihre Aufzugskabine auf und ab. Gegengewichte werden verwendet, um das Gewicht im Güterwagen auszugleichen, damit er sich leicht nach oben bewegen kann und nicht zu Boden fällt.
Eine Kiste in einer Kiste
Holen Sie sich eine große Kiste als Gebäude und eine kleinere als Aufzug im Gebäude. Machen Sie zwei kleine Löcher in die Oberseite der kleineren Schachtel und fügen Sie ein Stück Schnur ein. Machen Sie Knoten in der Schnur auf der Innenseite der Box, damit sie nicht durchrutscht. Befestigen Sie zwei U-Bolzen an der Innenseite der Oberseite der großen Box und sichern Sie sie mit Muttern an der Außenseite der Box. Achten Sie darauf, die U-Bolzen gleichmäßig zu verteilen, damit der kleinere Kastenwagen hängen kann, ohne gegen die Seite des größeren Kastens zu schlagen. Führen Sie ein Seil durch die U-Bolzen und befestigen Sie ein Ende an der Schnur der kleineren Kiste und das andere Ende an einem Gegengewicht. Legen Sie kleine Gegenstände in den Güterwagen und verwenden Sie verschiedene Gegengewichte, um die besten Kombinationen zu finden, damit Ihr Aufzug reibungslos funktioniert. Laut Fun Stuff My Dad Makes zeigt dieses Modell auch die Bedeutung des Gegengewichts, das benötigt wird, damit die Innenbox nicht auf den Boden stürzt.
Riemenscheibensystem
Riemenscheiben können mit einem kleinen Rad hergestellt werden, das auf einer in einem Rahmen gehaltenen Achse montiert ist. Eine zusammengesetzte Riemenscheibe besteht aus zwei Riemenscheiben und ein Flaschenzug besteht aus mehreren Riemenscheiben, die zusammenarbeiten. Befestigen Sie eine zusammengesetzte Riemenscheibe an einem Holzbalken in einer Tür oder Garage. Am Seil der Rolle kann ein mit Spielzeug, Blöcken oder Sand gefüllter Eimer befestigt werden. Versuchen Sie, einen Eimer mit dem freien Ende des Seils vom Boden zu heben. Versuchen Sie dasselbe mit einem Flaschenzugsystem und vergleichen Sie die Ergebnisse. Riemenscheiben werden verwendet, um die Kraft zu reduzieren, die zum Heben von etwas oder jemandem erforderlich ist. Dies bedeutet, dass es ohne Umlenkrolle schwieriger ist, etwas anzuheben.