Von der Überwindung der Trägheit

14.04.2010

Newton hätte seine Freude an diesen Schülern gehabt: Erdbeschleunigung, Haftreibung, Gewichtskraft – Vincent und Alex lassen keine Formel außer Acht und füllen die Tafel im Konferenzraum der Firma Blohm Jung bis in die letzte Ecke. Die beiden Oberstufenschüler vom Bergedorfer Luisen-Gymnasium tragen das Ergebnis aus der Gruppenaufgabe vor: „Aber gerechnet haben wir alle zusammen“, betont Mitschülerin Kim. Die Aufgabenstellung, die Jungingenieur Kai Hölk (24) der Gruppe aus vier Jungen und zwei Mädchen bei der Unternehmensbesichtigung aufgegeben hatte, stammt direkt aus der Praxis. Das Entwicklungsteam bei Blohm Jung arbeitet an einem neuen Typ Schleifmaschine mit Hydraulikantrieb.

Mit maximaler Geschwindigkeit

Für die Versuchsmaschine sollen die Schüler den Hydraulikzylinder für den Antrieb bestimmen. Ziel ist es, einen maximal beladenen Tisch (420 kg) innerhalb von 50mm Beschleunigungsweg auf die maximale Geschwindigkeit von 30m/min zu bringen. Dabei muss die Reibung des Tisches (µo=0,09) überwunden werden. Die Schülergruppe rechnet einmal mit dem größten und einmal mit dem kleinsten Druckbereich: „Ihr seid ja schon halbe Diplomingenieure“, lobt Bernd Eilers, Leiter der Neuentwicklung.

Von der Überwindung der Trägheit
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Von der Überwindung der Trägheit
Von der Überwindung der Trägheit

Gelerntes anwenden - und verstehen!

Nur am Ende spielt Newton nicht mehr mit: Die Schüler haben zur Berechnung des benötigten Kolbendurchmessers die falsche Kraft eingesetzt. „Das ihr den Kolben nicht auswählen konntet, ist ein Folgefehler, ihr habt aber richtig gerechnet“, meint Eilers. Für Physiklehrer Michael Edler ist das Phänomen nicht untypisch: Manchmal werden gelernte Formeln nur angewendet - und nicht immer sind die Formeln für die Problemlösung geeignet. „Dafür gibt es ja uns. In der Praxis können die Schüler tatsächlich begreifen, wozu die Gleichungen gut sind“, entgegnet der Maschinenbauer und führt die Schüler in die Werkshalle. Hier werden auch Produktionsmaschinen gefertigt, die voll automatisch laufen und etwa in der Großserienfertigung der A380-Triebwerke zum Einsatz kommen. „Dabei arbeiten Informatiker, Elektroingenieure und Maschinenbauer Hand in Hand.“ Allein mit der Programmierung der Software waren zwei Informatiker ein volles Jahr beschäftigt.

Praxisnah

High Tech pur, aber soviel Zeit haben die Schüler nicht. Daher hat das Blohm Entwicklungsteam drei vergleichsweise leichte Aufgabe für die Schülerversuche herausgesucht: In Station eins geht es beispielsweise darum, das beste Material für die Verkleidung der neuen Schleifmaschine auszuwählen. „Das ist eine echte Aufgabe aus der Praxis“, betont Eilers. „Das Material mit der geringsten Reibung kaufen wir ein.“ Alex legt Blechmuster für Blechmuster in den Versuchsaufbau, Kim misst die Höhe, bei der das Blech ins Rutschen gerät, und Maike berechnet den Reibungskoeffizient. „Halt, ihr habt vergessen, dass auch die Länge variabel ist “, warnt Eilers. Die Schüler müssen noch einmal von vorne loslegen und Kim jetzt neben der Höhe auch die Länge messen.

Physik und Wirtschaft

Am Ende stimmt dann aber das Ergebnis: Die Modelle „Auster“ und „Karo“ zeigen die geringste Reibung. Eine Einkaufsempfehlung, die dem Unternehmen eine Kostenersparnis von einigen tausend Euro einbringen kann, wie der Abteilungsleiter betont. „Die Kunden erwarten von uns absolute Präzision, da darf keine Schwingung das Ergebnis beeinträchtigen.“ Noch zwei weitere Stationen zum Thema Beschleunigung, Reibung und Zugkraft durchlaufen die Schüler. „Das ist Stoff der Mittelstufe“, so Oberstufenkoordinator Edler. Aber daran können sich die Schüler beim besten Willen nicht mehr erinnern. „Für mich war das heute alles neu“, sagt Kim.

Zufriedene Schüler und Entwickler

Vermutlich auch deshalb, weil mit dem Praxisbezug zum ersten Mal Sinnhaftigkeit vermittelt wurde.  „Das hat richtig Spaß gemacht“, sagt Maike. Und Kim fühlt sich in ihrer Profilfachwahl bestätigt: „Das Physikprofil ist bei weitem das interessanteste.“ Am Luisen-Gymnasium verbindet das Profil „Naturwissenschaft und Technik“ im ersten Jahr Physik und Informatik, im zweiten Jahr Physik und Chemie. Bleibt also noch genügend Zeit für die Oberstufenschüler, das Entwicklungsteam bei Blohm Jung ein weiteres Mal zu besuchen. „Wie wollen die Kooperation noch ausbauen“, betonen Eilers und Edler übereinstimmend.

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