Experimentierendes Lernen in der Bau- und Holztechnik

Entwicklung eines Konzepts des Experimentierens in der Bau- und Holztechnik
Durchführung des Experiments
Aus den Materialien sind Probekörper mit unterschiedlichen Vorholzlängen anzufertigen.
Für die Aufnahme der Messwerte ist eine Wertetabelle zu entwerfen und zu
erstellen. Das Experiment kann in kleinen Gruppen unter Aufsicht des Lehrers selbstständig
durchgeführt werden.
Für die Darstellung der Messwerte ist ein Diagramm ein geeignetes Mittel, da aus dem
Verlauf und der Form des angepassten Graphen wichtige Erkenntnisse gewonnen
werden können.
Verifikation/Falsifikation der Hypothesen
Fragestellung A
Aus den Ergebnissen des Experiments wird deutlich, dass in diesem Fall der Einsatz
des Stirnversatzes kritisch zu bewerten ist. Demzufolge sollte hier ein Doppelversatz
eingesetzt werden.
Fragestellung B
Die direkte Proportionalität zwischen Druckkraft und Vorholzlängen ist nur bei geringen
Vorholzlängen gegeben. Übersteigt die Vorholzlänge einen Wert der größer ist als das
Achtfache der Einschnitttiefe tV1, so ist keine direkte Proportionalität mehr gegeben, da
das Holz unter der Belastung zerstört wird. Der Stirnversatz ist im Vergleich zum Doppelversatz
nicht weniger belastbar. Dieses lässt sich mit den größeren Druckflächen
und mit den zwei parallelen Scherflächen begründen. Durch die relativ klare Abzeichnung
der Messkurve ist die Bestätigung einzelner Hypothesen möglich.
Die 2. Hypothese wird mit den aus den Messwerten gewonnenen Ergebnissen bestätigt.
Die 1. und 3. Hypothese muss verworfen werden, da diese durch die Ergebnisse
falsifiziert werden.
Aus den Messwerten wird ersichtlich, dass die Belastbarkeit des Doppelversatzes größer
ist als die des Stirnversatzes. Demzufolge wird die 2. Hypothese durch diesen
Sachverhalt eindeutig bestätigt und die 1. und 3. Hypothese werden somit verworfen.
Einordnung der Beziehungen/Gesetzmäßigkeiten in eine Theorie
Die 2. Hypothese der Fragestellung B kann in die folgende Theorie eingeordnet werden:
Der direkt proportionale Bereich zwischen Vorholzlänge und Druckkraft lässt sich
auf die Theorie der Spannungslehre zurückführen. Aus der Definition der Spannung
lässt sich die direkte Proportionalität zwischen Vorholzlänge und Druckkraft ableiten.
Die Spannung ist definiert durch Kraft pro Fläche, also ist auch die Abscherspannung
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