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Die Schiffswerft (für Tablets geeignet)

Leinen los und Schiff ahoi! Ein simples Floß aus Holz, ein kleines Schiffchen aus drei Kunststoffzylindern oder ein Boot aus zwölf Stahlbrettern – welche Konstruktion ermöglicht die höchste Tragfähigkeit? In der virtuellen Werft hat man die Möglichkeit, verschiedene Schiffsformen und -materialien miteinander zu kombinieren und sie bei einem Seegang auf ihre Belastbarkeit zu überprüfen.

Diese Anwendung ist in HTML5 programmiert und eignet sich somit auch für die Nutzung auf mobilen Endgeräten.

Die Schiffswerft starten (für Tablets geeignet)

In dieser Szenerie hat man sich für ein Aluminium-Schiff, bestehend aus sechs halben Zylindern, entschieden. Das Schiff verfügt über ein Volumen von 80 Kubikmetern und hat ein Eigengewicht von 64 Tonnen. Beladen mit 20 Tonnen sinkt das Schiff.

Experimente in der virtuellen Schiffswerft

In der virtuellen Werft kann erprobt werden, welchen Einfluss Form und Material eines Schiffes auf dessen Tragfähigkeit haben. Die Länge aller Schiffe beträgt 10 Meter, insgesamt werden jeweils 24 Kubikmeter Material verwendet.


1. Schritt: Material auswählen

Als Konstruktionsmaterial für die Schiffe stehen zur Verfügung:

  • Stahl mit einer Dichte von 7,8 Tonnen per Kubikmeter
  • Aluminium mit einer Dichte von 2,7 Tonnen per Kubikmeter
  • Kunststoff mit einer Dichte von 1,8 Tonnen per Kubikmeter
  • Holz mit einer Dichte von 0,6 Tonnen per Kubikmeter

Das Konstruktionsmaterial bestimmt das Eigengewicht des Schiffs und damit auch, welche Wassermenge im unbeladenen Zustand verdrängt wird. Da Wasser eine Dichte von einer Tonne pro Kubikmeter hat, wird für jede Tonne Schiffsgewicht genau ein Kubikmeter Wasser verdrängt. Das Messgerät neben dem Pegelstab zeigt die vom Schiffskörper momentan verdrängte Wassermasse in Tonnen an.


2. Schritt: Schiffstyp auswählen

Detailaufnahme der Schiffswerft: Floß

Da Flöße keinen Rumpf besitzen, müssen aus einem Material hergestellt sein, dessen Dichte geringer ist als die des Wassers (1 Tonne per Kubikmeter).

Detailaufnahme der Schiffswerft: Boot bestehend aus drei Stämmen

Diese Schiffsform ist sehr einfach: Sie besteht nur aus drei Stämmen bzw. drei Zylindern, die wasserdicht verbunden sind und einen geringen Laderaum einschließen. In diesem befindet sich Luft - was den Auftrieb dieses Typs gegenüber dem Floß etwas erhöht. Diese Schiffsform eignet sich auch für Materialien, dessen Dichte etwas höher als die des Wassers ist.

Detailaufnahme der Schiffswerft: Boot bestehend aus sechs halbierten Stämmen

Diese einfache Schiffsform aus sechs halben Stämmen bzw. sechs halbierten Zylindern hat schon einen ganz geräumigen Laderaum. Dadurch wird eine gewisse Menge Luft eingeschlossen, die dem Schiff Auftrieb gibt.

Detailaufnahme der Schiffswerft: Boot bestehend aus 12 Brettern

In dieser Form, die aus zwölf Brettern besteht, ist das Material optimal ausgenutzt. Der Körper schließt eine große Menge Luft mit ein, das verringert die Dichte des gesamten Schiffs. Dieser Schiffstyp kann somit am stärksten beladen werden.


3. Schritt: Beladen

Detailaufnahme der Schiffswerft: schwimmendes Schiff

Das aus 12 Holzbrettern bestehende Schiff weist ein Volumen von 211 Kubikmeter bei einem Eigengewicht von 14 Tonnen auf. Beladen mit einem 140-Tonnen-Gewicht verdrängt es 154 Tonnen und schwimmt.

Zur Wahl stehen Gewichte von 1, 10 und 100 Tonnen, die einzeln oder in Kombination miteinander auf das Schiff aufgeladen werden können. Nun wird es spannend: Wie viele Tonnen Last kann von dem Schiff getragen werden? Bei welcher Ladung sinkt das Schiff? Die aktuell verdrängte Wassermasse wird neben dem Pegelstab angezeigt.


4. Schritt: Fazit

Ist das Schiff letztendlich gekentert, lässt sich über den Button "Fazit" eine Auswertung des Experiments aufrufen. In diesem Fazit wird analysiert, inwieweit Schiffstyp und Material optimal miteinander kombiniert worden sind und in welchem Bereich Schiffe dieses Bautyps ihren Einsatz finden.

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