Physik der Katapulte

Masterarbeit aus dem Jahr 2015 im Fachbereich Physik - Didaktik, Note: 1,3, Technische Universität Dortmund (Physik Didaktik), Sprache: Deutsch, Abstract: Kaum ein Gerät ist so antiquiert und gleichzeitig so aktuell wie das Katapult. Im Mittelalter und in großen Fantasy-Blockbustern als Kriegsmaschine zur Belagerung der Festungen des Feindes eingesetzt, findet das Prinzip der Schleuder heutzutage großen Anklang in der Umsetzung von Apps für Tablets wie beispielsweise in "Angry Birds". Aus gut verfügbaren Materialien wie Holz bestehend kann es leicht nachgebaut werden: Eine Astgabel, ein Gummiband und fertig ist die Steinschleuder, mit der man Dosentürme einstürzen lassen kann. Es wirkt zunächst als einfaches Prinzip: schnell hergestellt und dennoch große Effekte erreichend. Zugleich ist das Katapult eine Apparatur, bei der mehrere physikalische Sachverhalte und Abläufe ineinandergreifen. Von Rotation über Drehmoment und Federkraft bis zum schiefen Wurf sind Aspekte im Ablauf zu finden, die dann schließlich zum Aufschlag des Geschosses führen. Über diesen Teil machen sich die Wenigsten Gedanken. Sie genießen die bildgewaltigen Kämpfe im Fantasy-Epos, ohne auf die Wurfparabel der Geschosse zu achten. Sicherlich, der CGI-animierte Einschlag ist ja auch imposanter. In dieser Arbeit soll aber gerade deswegen ein Augenmerk auf die versteckten, nicht unbedingt kleinen Zusammenhänge gelegt werden. Dafür wird das Katapult von seiner theoretischen Seite her betrachtet und die relevanten physikalischen Aspekte werden erläutert. Im Anschluss daran werden experimentelle Untersuchungen und Videoanalysen verschiedener Katapultarten genutzt, um die theoretischen Erkenntnisse zu konkretisieren, bevor analysiert wird, wie die Filmstudios in Spielfilmen das Katapult und seine Wirkungen darstellen. Als Beispiele werden Peter Jacksons "Der Herr der Ringe - Die Rückkehr des Königs", "Wickie und die starken Männer" in der Realverfilmung von Michael "Bully" Herbig und Pixars Animationsfilm "Merida" dienen. Den Abschluss bildet eine Ausführung, wie diese Erkenntnisse im Physikunterricht genutzt werden können, um kontextorientiert und mediengestützt die verschiedenen Aspekte des Katapults zu vermitteln, wobei ein besonderes Augenmerk auf kooperatives Lernen gelegt wird. Im Anhang finden sich dazu Kopiervorlagen.