– Experimente zur Biomechanik
Materialprüfung mit dem LEGO®-Pendelschlagwerk
Pendelschlagwerk
© Plant Biomechanics Group Freiburg
Im Prozess des bionischen Arbeitens werden biologische Materialien zu ihrer mechanischen Charakterisierung Materialprüfungen unterzogen, wie z. B. einer schlagartigen Werkstoffprüfung mit Hilfe eines Pendelschlagwerks. Eine solche Versuchsapparatur wurde aus LEGO® nachgebaut und kann zur Bestimmung der Schlagarbeit von Proben aus Kunststoff, Holz und Spagetti eingesetzt werden. Dieser Versuch zeichnet sich durch seinen interdisziplinären Ansatz zwischen Physik und Biologie aus und ist somit ideal geeignet für die in vielen Bundesländern etablierten Fächerverbünde aus Naturwissenschaften und Technik.
- O. Speck, D.L. Harder, & T. Speck (2006): Materialprüfung am LEGO®-Pendelschlagwerk – Interdisziplinäre Arbeitsweise der Biomechanik und Bionik. – Praxis der Naturwissenschaften – Biologie, 1/55: 43 – 45. (vergriffen)
- O. Speck (2006): Bionik – Lernen von der Natur (Kap. 10) – In: Netzwerk- Naturwissenschaft und Technik – Schroedel, Braunschweig: 182 – 193.
- O. Speck (2009): Bionik – Lernen von der Natur – In: Netzwerk- Naturwissenschaft und Technik, Lehrermaterialien Teil 2. – Schroedel, Braunschweig: 43 – 63.
Reißfestigkeit von Fasern
Natürliche und synthetische Fasern
© Plant Biomechanics Group Freiburg
Mit einem einfachen mechanischen Versuchsaufbau kann die Reißfestigkeit von unterschiedlichsten natürlichen Fasern (z.B. Kokos, Sisal, Baumwolle, Hanf) und synthetischen Fasern (z.B. Kevlar, Polypropylen, Polyamid, Perlon) gemessen werden. Die Ergebnisse können mit den in der Literatur und im Internet zugänglichen Daten verglichen werden. Dieser mechanische Test ist ideal geeignet für Schulen (Sekundarstufe II) und Hochschulen.
S. Sötz, D. Harder & T. Speck (2008): Reißfestigkeit von Fasern: Mechanische Tests am Beispiel der Kokosfaser – Interdisziplinäre Arbeitsweise der Biomechanik und Bionik. – Praxis der Naturwissenschaften – Biologie, 3/57: 35 – 40. (e-book)
Wasserleitfähigkeit bei Holzpflanzen
Wasserleitfähigkeit
© Plant Biomechanics Group Freiburg
Die unterschiedlichen Wasserleitfähigkeiten von Nadelbäumen, Laubbäumen und Lianen werden in diesem Versuch durch die unterschiedlichen Wassermengen pro Minute direkt sichtbar. Dieser Versuch ist für alle Altersstufen geeignet und ein gutes Beispiel für die Pädagogik der Übergänge. Im Kindergarten und Grundschulalter kann der Versuch rein qualitativ ausgewertet werden. In den weiterführenden Schulen und in den Hochschulen ist eine quantitative Auswertung der Wasserleitfähigkeit gewünscht. Das in der Publikation (s.u.) vorgestellte Unterrichtskonzept eignet sich besonders für den projektorientierten Unterricht. Dabei sollen biologisch-physiologische, physikalisch-chemische und evolutionär-biomechanische Aspekte diskutiert und die Themen Bionik und Nachhaltigkeit eingeführt werden.
D.L. Harder, F. Gallenmüller, O. Speck, T. Steinbrecher & T. Speck (2005): Interdisziplinäre Arbeitsweise der Biomechanik und Bionik am Beispiel der Wasserleitfähigkeit bei Holzpflanzen. – Praxis der Naturwissenschaften – Biologie, 8/54: 43 – 46. (vergriffen)
