GZ im Sim Lab in Tinkercad: Labyrinth

In Tinkercad können gemeinsam mit der Klasse die Grundbausteine für eine Kugelbahn modelliert werden. Durch Differenzbildung eines Würfels mit einem Drehzylinder oder einem geeigneten Torus können etwa der oberste Bauteil in grün und jener direkt darunter in rot (siehe Abbildung unten) erzeugt werden. Der in der Abbildung gezeigte blaue, undurchbohrte Würfel dient als "Lückenfüller", da im Sim Lab die beiden Teile darüber sofort Opfer der Schwerkraft würden. In der Färbung der Teile wurde bewusst eine transparente Farbgebung gewählt, damit der Weg für die Kugel ständig im Blick gehalten werden kann.

Simulation der rollenden Kugel im Sim Lab.

Konkret könnte die Erzeugung der roten und grünen Teile etwa so aussehen:

Differenzbildung

Es wird jeweils ein Würfel mit Kantenlänge 20 mm mit einem Werkzeugkörper durchbohrt, einmal mit einem Drehzylinder mit Radius 10 mm und einmal mit einem Torus mit den Maßen Radius = 10 mm, Rohr = 5 mm (Eingabe bei den oberen beiden Schiebereglern bei der Erzeugung des Torus). Zu beachten ist zudem die korrekte Platzierung der Werzeugkörper (das geht im Falle des Zylinders gut mit dem Befehl Ausrichten, im Falle des Torus muss danach noch geeignet verschoben werden).

Durch kopieren, verschieben und drehen der drei Grundbausteine können bereits ansprechende Kugelbahnen erzeugt werden. Die Kugel wird am besten (schwebend) oberhalb des Starts der Bahn platziert, damit diese bereits beim Start im Sim Lab in Bewegung gerät (es können auch mehrere Kugeln platziert werden). Bei der Wahl der Größe und der Ausgangsposition der Kugel ist Experimentieren erwünscht!

Mögliche Ausgangsposition der Kugel

Vom GZ-Lehrplan können mit der Aufgabenstellung der Erzeugung eines (funktionierenden) Labyrinths in Tinkercad große Teile der Anwendungsbereiche Geometrische Objekte und ihre Eigenschaften und Transformationen von Objekten und Relationen zwischen Objekten abgedeckt werden. Für den Einsatz im Unterricht könnten weiters sowohl eine einfache innere Differenzierung (weitere, komplexere Teil erzeugen, oder die Komplexität der gesamten Bahn steigern) als auch die Motivation durch die Kreativität in der Gestaltung sprechen.

Eine erzeugte Kugelbahn kann im AR-Modus am iPad auch "in die Welt gesetzt" werden - leider läßt sie sich (im Moment) hier aber nicht animieren.

AR-Modus am iPad.