Biomechanik im Labor

– Experimente zur Biomechanik

 


Materialprüfung mit dem LEGO®-Pendelschlagwerk

Pendelschlagwerk © Plant Biomechanics Group Freiburg

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

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

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)

Die Kommentare sind geschlossen.

Zuletzt geändert am / last Update 5 Februar, 2014