Ist es nicht erstaunlich, wie fest diese Brücke wird, wenn du die Seitenteile hochklappst? Es ist sicherer, wenn sie dabei durch die Klemmbretter festgehalten werden!
WORUM GEHT ES?
Eine Brücke aus drei Holzbrettern ändert ihre Stabilität erheblich, wenn sie ihre Form ändert. Geht man zunächst über die Brücke, die nur an den Enden aufliegt, so biegt sie sich selbst bei sehr leichten Personen bis auf den Boden durch. Klappt man dann die Seitenteile hoch, so wird man schnell feststellen, dass die Brücke jetzt mehrere Menschen trägt und dabei kaum noch durchhängt.
WESHALB IST DAS SO?
Für den Aufbau der Brücke kann man sich das Brett so vorstellen, als wäre es aus mehreren einzelnen Schichten aufgebaut. Ein dünnes Brett besteht dabei aus wenigen Schichten und ein dickes Brett aus vielen Schichten. Wird das Brett nun von oben belastet, so werden die Schichten durch das Gewicht verformt. Die mittlere Schicht behält dabei ihre ursprüngliche Länge (neutrale Faser), die oberen Schichten werden zusammengedrückt und verkürzt (Druckzone), die unteren im Gegenzug gedehnt und verlängert (Zugzone).
Klappt man die Seitenteile der Brücke hoch, bedeutet das eine Vervielfachung der Schichten. Für eine gleich starke Durchbiegung in der Mitte müssen die direkt benachbarten Schichten von der neutralen Faser genauso verkürzt und verlängert werden wie vorher, gleichzeitig aber viele weitere, von der Mitte immer entferntere Schichten erheblich stärker. Dafür wäre aber eine erheblich größere Kraft nötig. Die Brücke wird viel stabiler, sodass sie jetzt auch mehrere Menschen gleichzeitig tragen kann, ohne den Boden darunter zu berühren.
Alltagsbezug
Diese sparsame und höchst effektive Methode der Stabilisierung durch Formgebung lässt sich auch in der Natur beobachten, z. B. in der Struktur von Halmen oder im Aufbau von Insektenflügeln. Bei Wellpappen nutzt man die Kenntnis von der erhöhten Stabilität durch Formgebung, in der Architektur kommt dieses Prinzip zum Beispiel beim Einsatz von T-Trägern zur Anwendung.