Technik
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Projekte: Erfindungen, die das Leben der Menschen veränderten
Das Rad
Das Auto
Luft- und Raumfahrt
Energie
Kommunikation

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Das Rad                                                                                                                                                                                                      zurück
Die wichtigsten und größten Erfindungen für die Entwicklung der Menschheit waren meist die einfachsten. Mit dem Fahrrad, dem Mountainbike oder mit dem Skateboard zu fahren - das wäre ohne die Erfindung des Rades nicht möglich. Das Rad verwenden wir aber nicht nur für die Fortbewegung, sondern auch um Lasten zu befördern. Die meisten Maschinen würden ohne Räder nicht funktionieren. Dabei sieht ein Rad ganz einfach aus, eine kreisrunde Scheibe, die sich um eine Achse dreht.

 Was vor rund 6.000 Jahren mit rollenden Baumstämmen begonnen hat, endet schließlich bei den Kugellagern und Reifen eines Formel-1-Wagens z.B.
Unsere Vorfahren haben runde Baumstämme unter schwere Lasten gelegt, die so kraftsparend über den Boden rollen konnten. Die ersten Vollräder haben dann die Assyrer, Babylonier und Ägypter gebaut. Von runden Baumstämmen wurden einfach Scheiben abgeschnitten – fertig war das Rad. (siehe Fred Feuerstein).

Als die Menschen größere Räder wollten, haben sie mehrere Bretter zusammengefügt und sie anschließend  kreisförmig ausgeschnitten (bereits vor 5.000 Jahren). Dies einfachen Räder drehten sich mit einer festen Achse, so dass man schwerlich eine Kurve fahren konnte (in der Kurve muss sich nämlich das äußere Rad weiter und somit schneller drehen als das innere).

Vor 4.000 Jahren tauchten die ersten Speichenräder bei Streitwägen in Mesopotamien und später in Ägypten auf. Diese Räder waren leichter als die Scheibenräder und sie konnten sich auf einer Achse drehen. 

Weil sich Holzräder so schnell abschliffen, wurden schließlich die Reifen erfunden. Die Babylonier fertigten zunächst Reifen aus Leder. Später beschlugen sie die Speichenräder der Kampfwägen mit Bronze- und Kupferbänder (vor 3.000 Jahren).

In den folgenden Jahrhunderten und Jahrtausenden verbreiteten sich Speichenräder mit Reifen, mit Kugellagern auf einer Achse gelagert über ganz Europa und Kleinasien. 

 

Das Auto                                                                                                                                                            zurück
 Auto ist die Abkürzung für Automobil (griechisch: “auto“ = selbst, lateinisch: „mobilis“ = beweglich). Es ist also ein Fahrzeug, das selbst fährt, anstatt von Menschen und Tieren gezogen oder vom Wind angetrieben zu werden. Es hat mindestens drei Räder, wird von einer Maschine angetrieben und ist nicht an Schienen gebunden.

1765 Bereits die Erfindung der Dampfmaschine ermöglichte den Bau von „selbstfahrenden Fahrzeugen“
1779 Das  erste dreirädrige Dampfrad wurde entwickelt. 
Bereits am Anfang des 19. Jahrhunderts wurden Dampfwagen zur Personenbeförderung eingesetzt. Die Dampffahrzeuge waren viel zu groß und schwer und sie erforderten einen enormen Kohlevorrat. Also musste ein leichterer und kompakterer Antrieb mit weniger Energieverbrauch entwickelt und hergestellt werden Zwei deutsche pfiffige Tüftler (Gottlieb Daimler und Carl Friedrich Benz) entwickelten gleichzeitig, aber völlig unabhängig voneinander, einen solchen Motor, den ersten sogenannten Verbrennungsmotor. In einem Zylinder wird eine Mischung aus Luft und Benzin durch den Funken einer Zündkerze entzündet. Dadurch entsteht ein Explosionsstoß, der einen Kolben in Bewegung setzt. Mehrere Explosionen schnell hintereinander und in mehreren Zylindern (z.B. in vier Zylindern nebeneinander d.h. ein Vierzylinder) lässt eine Energie entstehen, die in der Lage ist, ein Fahrzeug anzutreiben. Der von Daimler und Benz entwickelte Verbrennungsmotor arbeitet in vier Stufen oder Takte und er wird deshalb Viertaktmotor genannt.
Daimler erstes Fahrzeug war eine Art Motorrad mit 0,5 PS (=Pferdestärken), das ganze 6 km/h (=Kilometer pro Stunde) zurücklegte.

Benz erstes Auto sah aus wie eine dreirädrige Kutsche mit einem eingebauten 0,88 PS Motor und er ließ es 1886 patentieren.

Bald baute auch Daimler eine vierrädrige Pferdekutsche zum Auto um. Damit fuhr er noch lärmend und stinkend mit 16 km/h über die Landstraße.

1885 Nun begann man auch in anderen Ländern Autos herzustellen. Die Motorkutsche wurde überdacht und bekam eine Karosserie. Allmählich entwickelte sich die heutige kompakte Form des Autos mit einem geringen Luftwiderstand, um den Energieverbrauch zu vermindern. Die Motoren wurden immer leistungsstärker und  umweltfreundlicher.
1913 In den Fordwerken lief das erste Fließband zur Montage des berühmten T-Modells, auch Lizzie genannt. Es war ein Gebrauchsfahrzeug und leicht zu warten. Die Massenproduktion begann. Vom T-Modell wurden 15 Mio. Stück in 19 Jahren (1908-1927) gebaut (Vergleich Käfer: 20 Mio. Stück). Das heutige Auto wird an computergesteuerten Fließbändern gebaut.
Der Volkswagen, auch Käfer genannt, wurde in den 30-er Jahren von Ferdinand Porsche konstruiert und er war in den 50-er und 60-er Jahren das erfolgreichste Auto der Welt.

 

Luft- und Raumfahrt:                                                                                                                                                                                zurück
 Der Traum, zu fliegen wie ein Vogel, ist fast so alt wie die Menschheit. Er durfte und konnte aber erst vor rund hundert Jahren in Erfüllung gehen. Bis dahin hatten sich nur ein paar Mutige mit künstlichen Flügeln von Türmen und Steilküsten gestürzt und sie fanden nicht selten den Tod.

1891 Der Deutsche Otto Lilienthal baute den ersten Hängegleiter – ein fledermausartiges Gebilde aus Segeltuch und Weidenstäben -, mit dem ihm 1891 die ersten Gleitflüge gelangen. Bei einem Flugversuch 1896 stürzte er ab und starb an den Verletzungen. Lilienthals Fluggebilde war ein Vorgänger des heutigen Ballons.
1903 Als die Pioniere des Motorflugs gelten die amerikanischen Brüder Wright. 1903 legte ihr Doppeldecker „Flyer“, der von einem Benzinmotor angetrieben wurde, 53 Meter in 12 Sekunden zurück. Das Zeitalter der Luftfahrt hat begonnen. Das Motorflugzeug wurde immer weiter entwickelt.
1908 Orville Wright blieb eine Stunde in der Luft.
1909 Bleriot überflog als Erster den Ärmelkanal.
1919 Nach dem 1. Weltkrieg wurde der zivile Luftverkehr zum Transport von Passagieren eingeführt. Als erste Fluglinie entstand 1919 die holländische KLM.
1927 Dem Amerikaner Lindbergh gelang der erste Alleinflug über den Atlantik. In 33,5 Stunden war er von New York nach Paris geflogen.
1947 Das erste Flugzeug durchbrach die Schallmauer.
1957 Das Zeitalter der Raumfahrt begann 1957 mit dem Start von „Sputnik 1“, dem ersten Satelliten. Ein Satellit ist ein Objekt, das den Mond oder Planeten umkreist. Es gibt natürliche und künstliche Satelliten. Der Mond ist ein natürlicher Satellit der Erde. Meist spricht man aber von künstlichen Satelliten,  auch Raumsonden und Raumfährten genannt, die von extrem antriebsstarken Flugkörpern, den Raketen, angetrieben werden. Als erstes Lebewesen reiste 1957 die Hündin Laika an Bord von „Sputnik 2“ in den Weltraum.
1961 Der erste Mensch im All war 1961 der russische Raumfahrer Juri Gagarin. In der Weltraumkapsel  „Wostok 1“ umkreiste er in 108 Minuten die Erde.
1969 Am 20. Juli 1969 betraten die Amerikaner Neil Armstrong und Edwin Aldrin als erste Menschen den Mond.
1970 Das größte bis heute gebaute Passagierflugzeug, eine Boeing 747 - auch Jumbojet genannt -, nimmt den Linienbetrieb auf.
1976

 

 Die Concorde, eine britisch-französische Koproduktion, war das erste Passagierflugzeug, das in mehr als der doppelten Schallgeschwindigkeit fliegen konnte. Von ihr wurden nur 16 Serienflugzeuge gebaut.
1981

 

 Es startet das erste Spaceshuttle, ein wiederverwertbares Weltraumfahrzeug, das zur Erde zurückkehren und wieder in das All fliegen kann.
1986

 

 Die russische Raumstation „Mir“ wurde ins All geschossen, in der mehrere Wissenschaftler für längeren Zeitraum lebten und forschten.

 

Energie                                                                                                                                                           weiter                               zurück
Das Wort Energie kommt aus dem Griechischen und bedeutet Tatkraft. Energie ist die Fähigkeit, eine ArbTechnikeit zu verrichten, kurz: Energie = gespeicherte Energie. Energie hat verschiedene Erscheinungsformen:  mechanische, elektrische, magnetische, thermische, chemische Energie und Atomenergie. Alle Energieformen sind grundsätzlich ineinander umformbar. 

heute früher
Elektrische Energie kommt aus jeder Steckdose. Sie kann durch eine Glühlampe in Licht, durch eine Elektro-Ofen in Wärme und durch einen Motor in Bewegung umgewandelt werden. Das war nicht immer so. Über Jahrtausende war die Muskelkraft von Mensch und Tier die einzige Energiequelle, mit der Arbeit verrichtet wurde.

In der Steinzeit entdeckte der Mensch die Möglichkeit des Feuers, Wärme und Licht zu spenden. Auch andere Naturkräfte wie Wind- und Wasserkraft wurden - und werden noch heute - zur Energiegewinnung genutzt.  

1765 baute James Watt (ein schottischer Erfinder) die erste Dampfmaschine, die die Energie des Dampfes in mechanische Energie umwandelte. Erhitzter Wasserdampf wurde in einen Zylinder geleitet und drückte dort auf einen beweglichen Kolben. Anschließend wurde der Dampf abgekühlt, er kondensierte (d.h. er verflüssigt sich wieder), so dass der Druck im Zylinder sank und der Kolben wieder zurückbewegt werden konnte. 

1782-84 entwickelte Watt ein neues Modell, das die Bewegung des Kolbens auf Räder übertrug. Dampfmaschinen wurden nun genutzt um Lokomotiven, Schiffe und Maschinen in Fabriken anzutreiben. 

Ab 1882 gibt es den elektrischen Strom in Haushalten

Elektrische Energie gab es schon immer in der Natur, z.B. den Blitz. Ein Blitz ist ein riesiger elektrischer Funke. Das Wort Elektrizität kommt aus dem Griechischen. Die Griechen entdeckten , dass Bernstein (griech.: "elektron") nach der Reibung mit anderen Stoffen kleine, leichtere Körper anzog. Lange wurde nur mit der Reibungselektrizität experimentiert, bis der Italiener Alessandro Volta entdeckte, dass elektrischer Strom mit Hilfe von zwei verschiedenen Metallen und einer Säure erzeugt werden kann.

1800 baute Alessandro Volta die erste brauchbare Batterie, das Voltasche Element.  

1820 entdeckte Christian Oersted, ein dänischer Physiker, dass elektrischer Strom eine Magnetnadel ablenkt. 

1831 drehte Michael Faraday Oersteds Experiment um und entdeckte die "elektromagnetische Induktion". Er zeigte,  dass Strom durch Bewegung eines Magneten erzeugt werden kann - er erfand das Prinzip des Generators.

1879 entwickelte Thomas Alva Edison, ein amerikanischer Erfinder,  die erste brauchbare elektrische Glühbirne.

1882 setzte er in New York das erste Kraftwerk in Betrieb. In Kraftwerken wird elektrische Energie produziert. Riesige Maschinen, die Generatoren, erzeugen Spannung. Die Spannung bewegt unvorstellbar kleine Teilchen, die Elektronen, durch die Leitungsdrähte. Die bewegten Elektronen - der elektrische Strom - bringen Glühlampen zum Leuchten, heizen Öfen und treiben Motoren.
 

Kommunikation                                                                                                                             weiter               zurück

Kommunikation bedeutet Senden und Empfangen von Informationen aller Art. Sie findet hauptsächlich zwischen Menschen statt, aber auch Tiere oder Maschinen können miteinander kommunizieren. Kommunikation kann auf verschiedenen Übertragungswegen geschehen, z.B. mit Sprache, Bildern oder Schrift.

Vor langer Zeit hatten die Menschen das Bedürfnis, die Sprache, mit der sie sich mitgeteilt hatten, dauerhaft aufzuzeichnen. Um z.B. ihre Erfahrungen bei der Büffeljagd an andere weiterzugeben, begannen sie vor etwa 30.000 Jahren, Felszeichnungen an die Wände ihrer Höhlen zu malen. 

Mit zunehmenden Wissen wurde etwas anderes notwendig, um die Informationen weiterzugeben. Zeichnungen wurden immer weiter vereinfacht bis hin zur Schrift. Die Schrift entstand vor etwa 3.500 Jahren. fast genauso alt wie die Schrift ist das Briefeschreiben. Die Briefe wurden damals von Reiterstaffeln befördert.

Über Jahrhunderte hinweg haben die Menschen nach Kommunikationsmitteln gesucht, die schneller waren als Ross und Reiter. Zu den frühen Methoden zählen Trommelzeichen, Feuer- und Rauchsignale, wie sie z.B. die Indianer benutzt haben. 

Mit der Entdeckung der Elektrizität - im 18. Jahrhundert - begannen Erfinder nach Wegen zu suchen, elektrische Signale für die Nachrichtenübertragung zu nutzen.

Das erste Telegrafensystem entstand im 19. Jahrhundert. Leider konnten die Telegrafen Nachrichten nur mit Buchstabe für Buchstabe übermitteln. Deshalb war man auf der Suche nach einem neuem Mittel zur Übertragung von Sprache mit der Elektrizität.

1876 erfand Alexander Graham Bell das elektrische Telefon, bei dem der Schall der Sprache in elektrische Schwingungen umgewandelt wird. Für dieses Telefon waren und sind umfangreiche Verkabelungen notwendig. 

1901 gelang Guglielmo Marconi, einem italienischen Erfinder, die erste Übertragung von Funksignalen über den Atlantik. Damit begann die drahtlose Kommunikation, wie sie heute bei Handys selbstverständlich ist. 

Mit der Erfindung des Telefax - auch Fernkopierer genannt - konnten auch Bilder über die Telefonleitung übertragen werden. Diese Technik  wird heutzutage immer mehr durch die elektrische Post (englisch: Electronic Mail, abgekürzt: E- Mail) ersetzt. E-Mail-Nachrichten sind multimedial, d.h., sie können Texte, Bilder, Töne, Filme und Daten enthalten. Der Nachrichtenaustausch erfolgt weltweit über Computernetze. 

Die Verwendung von Computern hat sämtliche Bereiche des täglichen Lebens erfasst. Computernetze bieten vielen Menschen, die einen PC nutzen, Zugang zu einer großen Auswahl von Informationen. Durch Satellitenübertragung können Radio- und Fernsehsendungen rund um die Welt ausgestrahlt werden. Mit rasender Entwicklung in der Telekommunikation wandelt sich die Welt in ein "weltumspannendes Dorf", in dem man in Sekundenschnelle zwischen Welsberg und Haiti kommunizieren    kann.                                                                  

Die  Schrift als  Kommunikationsmittel:                                                                                                                       weiter
In der Antike und im Mittelalter musste man Bücher händisch mittels Abschreiben auf dem teuren Pergament vervielfältigen. Bücher fanden damals kaum Verbreitung.

Ein erster großartiger Fortschritt war die Kunst der Papierherstellung. Aus China kommend, verbreitete sich die neue Technik im 12. Jh. über Arabien bis nach Europa (Brei aus Lumpenfasern und Wasser wurde angerührt, abgeschöpft, gepresst und schließlich getrocknet).

Der eigentliche Durchbruch gelang Johannes Gutenberg mit der Erfindung des Buchdruckes (1447 n. Ch.). Gutenbergs Buchdruck rief in kurzer Zeit riesige Umwälzungen hervor: Dank seiner einzelnen, wieder verwendbaren Lettern aus Metall und der Druckerpresse konnten umfangreiche Schriftwerke kostengünstig und schnell in großen Auflagen gedruckt werden. In der gleichen Zeit, in der ein Schreiber eine Bibel abschrieb, druckte Gutenberg 180 Exemplare. Gutenberg verband die Lettern zu Wörtern, Sätzen und ganze Seiten. Anschließend wurden diese mit Druckerschwärze eingeschwärzt. Druckwerke wurden zur wichtigsten Informations- und Bildungsquelle des Menschen. Binnen kurzer Zeit verbreitete sich die Buchdruckerkunst über ganz Europa.

Im 20 Jh. war auch die Herstellung von Texten und Bildern in Büchern und Zeitungen im Rotationsdruck (auch Rollenoffset genannt) möglich. Dabei läuft von großen Rollen das Papier schnell an sich drehenden Druckplatten in Rollenform vorbei, die nacheinander die Farben passgenau übereinander drucken.

Rechenmaschinen - Computer                                                                                   weiter                     zurück         
Computer ist ein englisches Wort und bedeutet Rechner. Computer sind Geräte, die  mit Hilfe von Programmen Daten (= Informationen) verarbeiten. Computer steuern Waschmaschinen, helfen, Flugzeuge zu fliegen und versuchen das Wetter vorherzusagen. Aber auch Kommunikation läuft über Computer.
Computer gibt es in allen Größen, vom Taschencomputer (Laptop oder PDA) bis zum Großrechnerin der Größe eines Einfamilienhauses. Am meisten verbreitet ist der PC (=Abkürzung für „Personal Computer“).
Bauteile des Computers: Zentraleinheit, Eingabegeräte (Tastatur und Maus), Speicher und Ausgabegeräte (z.B. Bildschirm, Drucker). Diese Hauptelemente nennt man Hardware im Gegensatz zu der benötigten Software, den Programmen. Das Betriebssystem ist das Hauptsteuersystem , das sich im Speicher befindet. Es setzt Befehle um, die man dem Computer gibt, wie z.B. Anzeigen, Drucken oder Ausführen von Programmen. Ein Programm besteht aus einer reihe von Befehlen, die der Hardware angeben, welche arbeiten auszuführen sind.

Ein Vorläufer des Computers ist die Addiermaschine, 1642 von Pascal erfunden.
Um 1675 verbesserte Leibzig diese Maschine. Sie konnte auch multiplizieren.
Im 19. Jh. erfand Babbage eine Maschine, die bereits Merkmale moderner Computer besaß. Zur Dateneingabe dienten gelochte Pappkarten.
Der deutsche Ingenieur Zuse baute 1936 die erste programmierbare Rechenmaschine (Z1 genannt).
1943 wurde von Turing ein Gerät entwickelte, das heute als erster elektronischer Computer angesehen wird. Es hieß Colossus und deutet auf die enorme Größe hin. In den folgenden Jahrzehnten wurden die Computer immer kleiner und leistungsfähiger. Ein moderner Computer vollzieht heute eine Milliarde Rechenschritte  pro Sekunde.