Zahnräder verändern Bewegung — Ingenieurwesen, 7–10 Jahre
Du lernst, wie Zahnräder Bewegung weitergeben, ihre Richtung ändern und Geschwindigkeit gegen Drehkraft tauschen.
Was Zahnräder tun
Zahnräder sind Räder mit Zähnen, die ineinandergreifen. Dreht sich eines, schiebt es das nächste an, sodass sich die Bewegung durch eine Maschine fortsetzt. Ein kleines, schnelles Zahnrad kann ein großes langsamer, aber kräftiger drehen lassen.
Warum verwendet man Zahnräder?
Ein Motor kann sich zu schnell drehen, oder eine Person hat nicht genug Kraft, um etwas direkt zu bewegen. Ingenieure nutzen Zahnräder, um zwischen Geschwindigkeit, Drehkraft und Richtung zu wählen. Dieses Problem gibt es bei Fahrrädern, Uhren und vielen Werkzeugen.
Ein Beispiel mit Fahrrad-Zahnrädern
Das vordere Zahnrad hat 20 Zähne, das hintere 10. Eine vollständige Umdrehung des vorderen Zahnrads schiebt 20 Zähne am hinteren weiter, also zwei ganze Umdrehungen. Das Hinterrad dreht sich daher doppelt so schnell, aber mit weniger Drehkraft pro Umdrehung.
Die häufigste Verwechslung
Man denkt leicht, ein großes Zahnrad mache eine Maschine immer stärker, weil es größer und schwerer aussieht. Tatsächlich kommt es darauf an, welches Zahnrad antreibt und welches angetrieben wird. Ein großes kann mehr Drehkraft liefern, wenn ein kleines es antreibt, dreht sich dann aber langsamer.
Zahnräder in unserer Umgebung
Zahnräder gibt es in Fahrradschaltungen, Schneebesen, Uhren und manchen Spielzeugautos. Beim Fahrrad helfen sie, langsam bergauf oder schnell auf ebener Strecke zu fahren. Zahnräder erzeugen keine Energie; sie ordnen die Bewegung passend zur Aufgabe.
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