Zahnräder verändern die Drehung — Ingenieurwesen, 4–6 Jahre
Zahnräder sind Räder mit Zähnen, die eine Drehung von einem Teil zum anderen weitergeben. Sie können eine Drehung schneller, langsamer oder in die entgegengesetzte Richtung machen.
Was Zahnräder tun
Ein Zahnrad ist ein Rad mit kleinen Zähnen am Rand. Wenn sich ein Zahnrad dreht, schieben seine Zähne die Zähne des nächsten an, sodass es sich auch dreht. Zwei Zahnräder, die sich berühren, drehen sich in entgegengesetzte Richtungen, und ihre Größe kann die Geschwindigkeit verändern.
Warum benutzt man Zahnräder?
Menschen wollten, dass ein drehendes Teil ein anderes antreibt, auch wenn das nützliche Teil weiter entfernt war. Ein glattes Rad konnte rutschen, deshalb bekam es Zähne, die die Drehung sicher weitergeben. Zahnräder mit verschiedener Größe helfen außerdem, wenn eine Maschine mehr Geschwindigkeit oder mehr Kraft braucht.
Ein Zahnrad mit zehn Zähnen
Stell dir ein kleines Zahnrad mit 10 Zähnen vor, das ein großes mit 20 Zähnen berührt. Drehe zuerst das kleine eine ganze Umdrehung: Seine 10 Zähne schieben an allen Zähnen des großen vorbei. Das große Zahnrad dreht sich deshalb eine halbe Umdrehung in die andere Richtung. Aus einer Umdrehung wird eine langsamere halbe Umdrehung.
Das größere Zahnrad ist nicht schneller
Man könnte leicht denken, dass das größere Zahnrad schneller sein muss, weil sein Rand einen größeren Kreis durchläuft. Bei zwei Zahnrädern treffen die Zähne aber gleich schnell aufeinander, deshalb braucht das große länger für eine ganze Umdrehung. Es dreht sich langsamer, obwohl sein Rand pro Umdrehung weiter läuft.
Zahnräder im Alltag
Ein Fahrrad benutzt Zahnräder zwischen den Pedalen und dem Hinterrad. Ein kleiner Gang hilft bergauf, weil sich das Rad pro Pedalumdrehung weniger dreht, während ein anderer Gang auf flachem Boden hilft. Auch Uhren, Spielzeugautos und manche Küchengeräte benutzen Zahnräder.
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