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Handwerk, das die Welt veränderte
Nähen, Drucken, Fotografien, Tonaufnahmen, Zeitmessung, Dampf und Wind: sieben handgebaute Technologien, die das Alltagsleben vor dem elektronischen Zeitalter prägten.
Es beginnt mit Stoff und Druck, führt zu auf einer Oberfläche festgehaltenem Licht und Ton, dann zur Uhr und endet mit den beiden großen Kraftquellen: Dampf sowie Wind und Wasser.
Jedes dieser Handwerke löste ein altes Problem mit einem Mechanismus, den Sie mit den Augen verfolgen können. Eine Nähmaschine bindet bei jedem Stich einen Knoten im Stoff. Bewegliche Lettern spiegeln jeden Buchstaben, damit die Seite richtig lesbar ist. Eine Filmkamera lässt Licht durch einen beweglichen Schlitz ein, und ein Phonograph ritzt Ton in Zinnfolie. Keines dieser Geräte verwendet einen Chip; deshalb lässt sich jeder Schritt von der Ursache zur Wirkung verlangsamen und beobachten.
Die späteren Stationen befassen sich mit Zeitmessung und Kraftgewinnung. Eine mechanische Uhr zählt die Schwingungen einer fingernagelgroßen Unruh. Eine Dampflokomotive verwandelt die Wärme brennender Kohle in den Schub eines Kolbens, und Wind- und Wassermühlen gewinnen Energie aus Luft und fallendem Wasser. Suchen Sie in jeder Maschine den Punkt, an dem eine gleichmäßige Energiezufuhr in regelmäßige, zählbare Schritte umgewandelt wird.
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ABB. 104 · Alte MaschinenNähmaschine: Wie entsteht ein Stich?
Eine Nähmaschinennadel geht nie ganz durch den Stoff: Bei jedem Stich zieht der Greifer ihren Faden stattdessen vollständig um die Spule.
Drehen Sie das „Handrad“ langsam und beobachten Sie, wie der Greifer den Oberfaden für jeden Stich ganz um die Spule führt.
- 02
ABB. 107 · Alte MaschinenBewegliche Lettern und die Druckerpresse
Eine Letter trägt ihren Buchstaben seitenverkehrt. Färben Sie sie ein, drücken Sie Papier darauf und drehen Sie den Bogen um: Der Buchstabe liest sich richtig herum.
Schalten Sie „Spiegel“ ein: Jede Letter trägt ihren Buchstaben spiegelverkehrt, damit der bedruckte Bogen richtig lesbar ist.
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ABB. 100 · Alte MaschinenSo funktionieren Filmkameras und Sofortbildkameras
Bei 1/1000 Sekunde gibt ein Kameraverschluss das ganze Bildfeld nie auf einmal frei: Stattdessen wandert ein schmaler Schlitz über den Film.
Wählen Sie eine kurze „Belichtungszeit“ und nutzen Sie „Zeitlupe“, um zu sehen, wie statt einer vollständigen Bildöffnung ein schmaler Schlitz über den Film wandert.
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ABB. 122 · Alte MaschinenPhonograph: Von der Zinnfolie zu Kassette und CD
Edisons erster Phonograph schnitt 1877 eine Stimme in Zinnfolie; dieselbe Nadel spielte sie aus einer Rille mit 2,54 mm Abstand wieder ab.
Erhöhen Sie „Wiedergaben“ und zoomen Sie in die Rille hinein, um zu sehen, wie sich dort, wo die Nadel läuft, Verschleiß aufbaut.
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ABB. 47 · So funktioniert'sMechanisches Uhrwerk: interaktives Modell zum Ausprobieren
Eine Unruh, so groß wie ein Fingernagel, schwingt achtmal in der Sekunde, und jede Schwingung lässt das Räderwerk um einen halben Zahn weiterlaufen.
Verändern Sie „Halbschwingungen pro Stunde“ und „Zugfeder aufgezogen“ und beobachten Sie, wie das Ankerrad bei jeder Schwingung der Unruh einen Schritt vorrückt.
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ABB. 111 · Alte MaschinenWie funktioniert eine Dampflokomotive?
Mallards Treibräder messen 2,03 m im Durchmesser, mehr als die meisten Menschen groß sind, und bei ihrem Rekord von 126 mph drehten sie sich fast neunmal pro Sekunde.
Öffnen Sie den „Regler“ allmählich und beobachten Sie, wie Dampf die Zylinder erreicht und die Treibräder sich zu drehen beginnen.
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ABB. 115 · Alte MaschinenWie funktionieren Windmühlen und Wassermühlen?
Die Flügel einer holländischen Mühle sind so breit, wie ein achtstöckiges Gebäude hoch ist, und bei 7 m/s fangen sie doch nur etwa ein Fünftel des Windes ein.
Erhöhen Sie „Windgeschwindigkeit“ und öffnen Sie „Leistungsdiagramm“: Die Flügel drehen sich schneller, während die verfügbare Leistung steigt.