Die Geschichte der Schifffahrt geht weit zurück. Bevor die Menschen das Rad erfanden, war der Wasserweg die beste Möglichkeit für den Transport. Bereits die alten Ägypter bauten vor mehr als 5.000 Jahren Schiffe, mit denen sie auf dem Nil fuhren. Als Baumaterial verwendeten sie anfänglich zusammengebundenes Schilf und später auch Holz.
In den letzten Jahrtausenden entwickelte sich der Schiffbau weiter. Die Wikinger bauten ihre berühmten Kriegsschiffe und die Spanier große Handelsschiffe aus Holz. Mit einem solchen Handelsschiff entdeckte Christoph Columbus 1492 Amerika. Heute bestehen unsere Schiffe meistens aus Metall. Im Gegensatz zu Holz ist Metall sehr stabil, aber auch viel schwerer.

Wie kann ein Schiff schwimmen?

Du hast bestimmt schon einmal gesehen, dass ein Holzstück auf dem Wasser schwimmt. Und du weißt auch, dass eine Metallkugel im Wasser untergeht. Warum gehen Schiffe, die aus schwerem Metall gebaut sind, dann nicht unter?
Schiffe sind innen hohl und haben eine bauchige Form. Ein zusammengeknülltes Schiff würde sinken, wie die Metallkugel. Ob ein Gegenstand schwimmt, hängt also nicht nur von seinem Gewicht ab, sondern auch von seiner Form. Durch die Form des Schiffes wird ein Auftrieb erzeugt, der das Schiff auf dem Wasser hält. 

Das Archimedische Prinzip

Ein weiterer Grund dafür, dass Schiffe schwimmen können, ist das sogenannte Archimedische Prinzip“. Der griechische Mathematiker Archimedes entdeckte dieses physikalische Gesetz vor über 2.000 Jahren. Das kennst du sicher auch: Wenn du dich in eine Badewanne setzen würdest, die randvoll ist, würde die Wanne überlaufen. Das Wasser wird „verdrängt“.
Das physikalische Prinzip dahinter sagt aus: Der Auftrieb eines Körpers im Wasser ist dann ausreichend gegeben, wenn er ein größeres Gewicht an Wasser verdrängt, als der Körper selbst besitzt. Wenn ein 100 Tonnen schweres Schiff also schwimmen möchte, muss es mehr als 100 Tonnen Wasser verdrängen.

Schwimmen und tauchen: So funktionieren U-Boote 

Wie kommt es nun, dass U-Boote tauchen können, wo sie doch innen hohl und mit Luft gefüllt sind? Ganz einfach: U-Boote besitzen große Tanks, die entweder mit Wasser oder mit Luft gefüllt sind. Für den Tauchgang öffnet der Steuermann die Klappen des Tanks. Dadurch füllen sich die Tanks mit Wasser und das U-Boot wird schwerer – es sinkt. Tiefsee-U-Boote können so bis zu 6.000 Meter tief tauchen. Um wieder an die Wasseroberfläche zu kommen, füllt der Steuermann die Tanks mit Luft aus Pressluftflaschen. Die Luft verdrängt das Wasser: Das U-Boot wird wieder leichter und der Auftrieb stärker. So schwimmt das U-Boot wie ein Schiff auf dem Wasser.

 

Schwimmendes U-Boot
U-Boote können nicht nur tauchen sondern auch an der Wasseroberfläche schwimmen.

 

 

Beitragsfoto: Adobe Stock // STOCKSTUDIO

Der Faraday-Käfig

Du verbindest mit einem Käfig wohl eher die Haltung oder den Transport von Tieren. Ein Käfig ist ein Raum oder ein Behältnis, das auf allen Seiten geschlossen ist. Und das ist ein Auto ja tatsächlich auch. Bei Kraftfahrzeugen spricht man allerdings von dem Faraday-Käfig oder auch Faradayscher Käfig. Entscheidend für diese Art von Käfig ist das Material. Ein Faraday-Käfig besteht aus Metall, denn Metalle können besonders gut elektrischen Strom leiten. Und das ist die Eigenschaft, die ihn von einem ganz normalen Käfig unterscheidet. Er ist nämlich elektrischer Leiter und schirmt so seinen Innenraum ab und schützt vor äußeren elektrischen Feldern und Blitzeinschlägen. Dieses Phänomen stellte 1836 schon der englische Physiker Michael Faraday fest. Deshalb ist dieser besondere Käfig auch nach ihm benannt.

So funktioniert das Ganze

Elektrische Felder werden durch winzige Teilchen erzeugt, die positiv oder negativ geladen sind. In dem elektrischen Feld entsteht dadurch eine Seite mit positiver Ladung und eine mit negativer Ladung. Befindet sich nun ein Metallkäfig in so einem Feld, wird dieser ebenfalls elektrisch geladen. Denn in dem Käfig befinden sich dieselben Teilchen, die durch die Kraft im Feld angezogen werden. Negative Teilchen wandern zu der positiv geladenen Seite und umgekehrt. Dadurch entstehen zwei gegensätzliche elektrische Felder in der Umgebung und im Käfig, die sich gegenseitig einfach aufheben. Im Innenraum des Körpers herrscht also kein elektrisches Feld, er ist von jeglicher Ladung abgeschirmt. Das Ganze funktioniert auch andersherum. Wird innerhalb eines Faradayschen Käfigs eine elektrische Ladung erzeugt, so dringt davon nichts nach außen. Für diesen Effekt ist es nicht wichtig, ob es sich um einen vollständig von Metall umschlossenen Raum handelt. Ein Metallgitter reicht schon aus, um den elektrischen Strom über die Gitterstäbe abzuleiten und so den Innenraum zu schützen.

Faraday-Käfige in unserem Alltag

Auch Autos sind Faradaysche Käfige, denn ihre Karosserie besteht aus Metall. Sitzt du also bei einem Gewitter in einem Auto, kann dir nichts passieren, auch wenn ein Blitz einschlägt. Dieser entlädt seinen Strom in die Oberfläche das Autos und weil das Metall besonders gut leitet, bahnt er sich seinen Weg durch die Karosserie und entlädt sich direkt in den Boden. Die elektrische Ladung, die für den Menschen eigentlich gefährlich werden könnte, gelangt also gar nicht erst in den Innenraum des Autos. Auch bei Cabrios reicht zur Abschirmung schon das Metallgestänge aus, mit dem das Verdeck gehalten wird.

Faraday-Käfige werden überall da benutzt, wo äußere elektrische Felder die Funktion eines Gerätes beeinträchtigen können oder wo innere Felder nicht nach außen gelangen sollen. Neben Autos schirmen natürlich auch Flugzeuge die Passagiere ab. Oder auch bei elektrischen Geräten wie Mobiltelefonen und Fernsehern oder der Mikrowelle wird das Prinzip des Faraday-Käfigs zur Abschirmung der Umgebung genutzt.

Beitragsfoto: Adobe Stock // marcorubino

Magnete sind Körper, die andere Gegenstände anziehen können. Das funktioniert aber nicht immer. Es ist wichtig, aus welchem Material der Gegenstand besteht. So kannst du zum Beispiel eine Büroklammer aus Eisen mit einem Magneten anziehen. Andere Stoffe, die Gegenstände magnetisierbar machen, sind Nickel und Kobalt. Die Kraft, die zwischen diesen Körpern wirkt, bezeichnet man dann als Magnetismus.

Aber wie funktioniert das? Stoffe, die magnetisierbar sind, bestehen aus vielen winzigen Einzelteilen, den sogenannten Atomen. Um ihren Kern kreisen noch kleinere Teilchen, die Elektronen. Durch diese Bewegung wird ein magnetisches Feld erzeugt und sogenannte Elektromagneten bilden sich. Man kann es sich also so vorstellen, dass ein Magnet aus vielen kleinen Magneten besteht, die sich wie Kompassnadeln durch die gegenseitig wirkenden Kräfte in die gleiche Richtung ausrichten. So entstehen zwei verschiedene Pole, die den Gegenstand magnetisch machen.

Nord- und Südpol

Ein Magnet hat also immer zwei Pole, an denen die Magnetkraft besonders stark ist, einen Nord- und einen Südpol. Da musst du jetzt vermutlich direkt an Schnee und Eisbären denken. Und eigentlich liegst du da gar nicht so falsch. Die Erde ist nämlich selbst der größte Magnet unserer Welt und die magnetischen Nord- und Südpole sind nach denen der Erde benannt. Nimmt man nun zwei Magneten, so stoßen sich jeweils gleiche Pole ab. Nur Gegensätze – also Nordpol und Südpol – ziehen sich an.

Auch die Erde hat ein Magnetfeld // Bild: Adobe Stock — Petrovich12

Es gibt verschiedene Arten von Magneten. Permanentmagnete, die dauerhaft magnetisch sind, oder sogenannte Elektromagneten, deren Kraft durch elektrischen Strom erzeugt wird.

Magnetismus in der Automobilindustrie

Auch bei Autos wird die Anziehungskraft zwischen Körpern genutzt. Hier sind einige Elektromagneten zu finden. Zum Beispiel überall, wo ein elektrischer Motor benötigt wird. Bei den Scheibenwischern, beim Schließen des Kofferraums und zum Hoch- und Runterfahren der Fenster. Der Anlasser, der den Motor des Autos startet, funktioniert ebenfalls über Magnetismus. Nicht zu vergessen sind die Elektroautos. Durch die anziehenden und abstoßenden Kräfte von Magnetfeldern kann der elektrische Motor Drehbewegungen erzeugen, die das Auto zum Rollen bringen.

Beitragsbild: Adobe Stock // wittayayut

Die Geschichte der Luftfahrt geht weit zurück. Schon in der Antike haben sich Menschen mit der Theorie des Fliegens beschäftigt. Die ersten Schritte in die Lüfte gelangen allerdings erst den Gebrüdern Montgolfier mit ihrer Erfindung des Heißluftballons im 18. Jahrhundert. Bis zum Flugzeug dauerte es aber noch gut 100 Jahre.

Tüftler versuchten oft, durch vogelähnliche Modelle ein Flugzeug zu konstruieren – bis letzten Endes die Gebrüder Wright mit dem ersten motorbetriebenen Flugzeug den Grundstein für die moderne Luftfahrt gelegt haben. Ihnen gelang im Jahr 1903 der erste Flug mit einer solchen Flugmaschine.

Was hält ein Flugzeug in der Luft?

Wie können sich nun aber tonnenschwere Flugzeuge in der Luft halten? Die Antwort darauf ist der sogenannte Auftrieb oder auch Auftriebskraft. Stark vereinfacht erklärt, funktioniert das so: Der Auftrieb entsteht durch hohe Geschwindigkeiten und die Moleküle in der Luft. Die Luftmoleküle kann man sich beim Fliegen vorstellen wie das Wasser in der Schifffahrt. Auch wenn wir Luft nicht sehen können, sind darin schier unendlich viele Teilchen, die dafür sorgen, dass Flugzeuge in die Lüfte steigen.

Bei hohen Geschwindigkeiten strömt ganz viel Luft an den Flügeln vorbei. Sie sind, im Querschnitt betrachtet, leicht nach oben gewölbt, um den Auftrieb zu ermöglichen. Und das funktioniert so: Da diese Teilchen in der Luft aber immer gleichmäßig angeordnet sein wollen, fließt die Luft über dem Flügel langsamer als unter dem Flügel. Dadurch entsteht ein sogenannter Unterdruck. Dieser sorgt dafür, dass das Flugzeug nach oben gezogen wird. 

Ein Flugzeugflügel im Querschnitt: So strömt die Luft — Bild: Adobe Stock // thingamajiggs

Dieses Phänomen kannst du auch selbst erleben, wenn du zum Beispiel beim Autofahren deine Hand aus dem Fenster streckst. Bei hohem Tempo und je nach der Stellung deiner Hand kannst du dann deutlich spüren, wie es deine Hand nach oben oder unten drückt.

Eingespieltes Team: die Flügel und der Motor

Beide sorgen gemeinsam dafür, dass das Flugzeug auch tatsächlich fliegt. Der Motor sorgt nicht dafür, dass ein Flugzeug in der Luft bleibt, sondern für hohe Geschwindigkeiten. Erst dann können die Flügel genügend Auftrieb erzeugen, sodass der Flieger abhebt und in der Luft bleibt. Der Motor muss deshalb sehr viel Leistung besitzen, um das Flugzeug einerseits in der Luft zu halten und andererseits beim Start in kürzester Zeit auf ein sehr hohes Tempo zu beschleunigen.

Auftrieb statt Motor: So funktionieren Segelflieger

Wie kommt es nun aber, dass Segelflieger ganz ohne Motor auskommen? Segelflugzeuge beziehen ihre Energie zum Fliegen aus dem Auftrieb der Luft. Warme Luft dehnt sich aus und steigt deswegen auf. Diese aufsteigende Luft, auch Thermik genannt, nutzen Segelflieger, um aufzusteigen. Durch eine geneigte Bahn kommt der Flieger voran bzw. baut Geschwindigkeit auf. Er fliegt sozusagen “bergab”. Da der Flieger aber kontinuierlich von der warmen Luft nach oben getragen wird, kann er sehr lange in der Luft bleiben oder die ganze Zeit “bergab” fliegen.

Beitragsfoto: Adobe Stock // Jag_cz

„Künstliche Intelligenz“, kurz KI, das sind Computerprogramme, die menschliche Intelligenz nachahmen. Ziel ist es, Maschinen zu entwickeln, die selbstständig Probleme lösen, indem sie auf ihre Umwelt reagieren. Computersysteme sollen auf Fragen keine vorprogrammierte Antwort geben, sondern die Frage selber interpretieren und „intuitiv“ darauf reagieren.

Schon heute ist KI aus vielen Bereichen unseres Lebens nicht mehr wegzudenken. Auch du bist bestimmt schon mehrere Male mit künstlicher Intelligenz in Berührung gekommen, ohne es zu merken. Hast du schon einmal den Sprachassistenten deines Smartphones – also zum Beispiel Siri – etwas gefragt? Hinter dieser Technik steckt KI. Auch im Bereich Spiele wird sie eingesetzt. So kann man Schach zum Beispiel nicht nur gegen einen menschlichen Mitspieler spielen. Wenn niemand mit dir spielen will, kannst du auch gegen einen Schachcomputer antreten – und die zu besiegen ist gar nicht so leicht, im Gegenteil!

Genius Wissenscommunity von Daimler: Was ist künstliche Intelligenz? Wie funktioniert künstliche Intelligenz? Schachcomputer, selbstlernende Maschinen
Gegen einen Schachcomputer zu gewinnen, ist ganz schön schwer. — Bild: Pixabay

Und wie machen die Maschinen das?

Künstliche Intelligenz funktioniert mit „künstlichen neuronalen Netzen“: Das sind Programme, die die Funktionsweise des Gehirns nachahmen.

Sogenannte Neuronen verknüpfen die Nervenzellen im menschlichen Körper. Jeder Mensch hat unfassbar viele Neuronen – circa 20 Milliarden, die an vielen Stellen miteinander verbunden sind. Diese Verbindungen heißen Synapsen und diese bilden ein sehr komplexes Netzwerk. Auf diese Weise verarbeitet das Gehirn Informationen und ermöglicht dir zum Beispiel das Lernen. Dein Gehirn ist dabei theoretisch viel leistungsfähiger als jeder Computer – allerdings im Vergleich recht langsam.

Computer stellen diese Informationsverarbeitung des Gehirns durch künstliche neuronale Netze nach. Informationen werden als Input auf der einen Seite eingegeben, verarbeitet und das Ergebnis wird auf der anderen Seite als Output wieder ausgegeben. Solche Systeme setzen sich aus sogenannten Algorithmen zusammen. Hinter diesem Fachbegriff versteckt sich eine Aufeinanderfolge von verschiedenen Regeln in Computersprache, um Aufgaben zu lösen.

Genius Wissenscommunity von Daimler: Was ist künstliche Intelligenz? Wie funktioniert künstliche Intelligenz? Neuronale Netze, Nervenzellen, Algorithmen, selbstlernende Maschinen
So sehen Nervenzellen im menschlichen Gehirn aus. — Bild: Pixabay

Künstliche Intelligenz in der Automobilindustrie

Auch in der Automobilindustrie wird an KI geforscht, denn sie ist wesentlicher Bestandteil zukünftiger Mobilität.  Bereits heute sind die neuesten Auto-Modelle mit künstlicher Intelligenz ausgestattet. Viele Assistenzsysteme, zum Beispiel der Einparkassistent, funktionieren auf diese Weise. Im Bereich Bildverstehen werden in der Forschung große Fortschritte gemacht. Assistenzsysteme erkennen Radfahrer und Fußgänger auch dann, wenn die Straße regennass ist und spiegelt.

Die Zukunft sind nicht nur selbstfahrende Autos, sondern intelligente Fahrzeuge, die selber dazulernen, damit du künftig noch sicherer und gleichzeitig noch komfortabler unterwegs sein kannst.

Genius Wissenscommunity von Daimler: Was ist künstliche Intelligenz? Wie funktioniert künstliche Intelligenz? Fahrerassistenzsysteme, intelligente Autos, Einparkassistent
Auch Assistenzsysteme im Auto funktionieren mit Künstlicher Intelligenz. — Bild: Daimler AG

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Mit Stau wird beschrieben, wenn die Autos zum Beispiel auf der Autobahn sehr stockend und langsamer fahren müssen oder wenn sie sogar ganz stehen bleiben müssen, weil es vor ihnen nicht mehr weitergeht. Das Ganze passiert, weil zu viele Autos in einem zu kurzen Zeitabstand gleichzeitig die Straße befahren möchten. Die Autos werden dann ganz eng aufgereiht, wie Perlen auf einer Perlenkette und können nicht mehr so schnell fahren, wie wenn sie ganz alleine auf der Strecke wären. Schließlich muss man ja aufpassen, damit man nicht in seinen Vorgänger kracht!

Was ist so nervig an Staus?

Staus dauern nicht nur, sondern sind auch teuer. Da die Autofahrer trotzdem oft noch den Motor laufen lassen, werden geschätzt 824 Millionen Euro an Kraftstoff verschwendet. Rechnet man die verschwendete Zeit in Arbeitszeit um, kommt man sogar auf 4,8 Milliarden Euro. Da ärgern sich also nicht nur deine Eltern – sondern auch ihre Chefs, die auf der Arbeit auf sie warten.

Jeder deutsche Autofahrer steht pro Jahr im Schnitt 36 Stunden im Stau. Also mehr als einen ganzen Tag! Aber das ist nichts gegen den längsten Stau, der jemals gemessen wurde: Das Guinness Buch der Weltrekorde verzeichnete 2009 in der brasilianischen Stadt Sao Paolo einen Stau, der knapp 290 Kilometer lang war. Da richtet man man sich besser auf eine seeehr lange Wartezeit ein.  

Genius Wissenscommunity von Daimler: Stau Verkehrsschild auf der Autobahn, "Was ist Stau?", "Wie entsteht Stau?"
Bei diesem Zeichen können deine Eltern schonmal genervt reagieren — Bild: Pixabay

Wie entsteht ein Stau?

Autos auf Straßen funktionieren so ein bisschen wie Wasser in einem Fluss. Nur dass der über die Ufer tritt, wenn er zu viel Wasser führt. Sind zu viele Autos auf einer Straße, reihen sie sich hingegen in die Länge auf. Gerade zu Beginn und zum Ende der Ferien sind die Straßen voll mit Leuten auf dem Weg in den Urlaub.

Genius Wissenscommunity von Daimler: Wie entsteht Stau? Stau zur Ferienzeit, Hauptreisezeit
Zur Hauptreisezeit in den Ferien kann es auf der Autobahn auch mal so aussehen. — Bild: ©Aamon – stock.adobe.com

Aber auch wenn deine Eltern morgens zur Arbeit fahren möchten und viele andere gleichzeitig ebenfalls im Auto sitzen, um pünktlich arbeiten zu können – dann reihen sich die Autos auf und wieder heißt es: Stau. Staus können außerdem entstehen, weil die Straße durch eine Baustelle, Spursperrung oder einen Unfall enger geworden ist. Dann kann man zum Beispiel eine Spur nicht mehr benutzen und die Autos müssen sich auf die übrig gebliebenen quetschen.

Wichtig bei Staus durch Unfälle: Nicht gaffen!

Gerade Unfälle führen oft zu Staus. Hier ist es ganz wichtig, dass Autofahrer nicht langsamer werden dürfen, um das Geschehen auf der Straße zu beobachten. So ein Verhalten beschreibt der Begriff Gaffer. Das ist zum einen unfair den Leuten gegenüber, die in den Unfall verwickelt sind – schließlich sind die verletzt und wollen nicht angestarrt werden. Zum anderen führt es zu Stau. Die gaffenden Autofahrer werden langsam, um besser gucken zu können und bremsen die hinter ihnen aus.

Damit Einsatzwagen wie Feuerwehr, Notarzt und Polizei schnell am Unfallort sind, ist es außerdem sehr wichtig, dass die Autofahrer im Stau eine sogenannte Rettungsgasse bilden. Hierbei fahren die Fahrzeuge auf den linken beiden Spuren zur Seite und lassen so Platz in der Mitte, damit die Rettungswagen mit Blaulicht ganz schnell durchflitzen und helfen können. Hier müssen dann alle mitdenken, denn wenn einer in der Mitte stehen bleibt, dann ist das gefährlich für alle anderen. Wichtig ist auch, die Rettungsgasse schon zu bilden, wenn weit und breit noch gar kein Blaulicht zu sehen ist. Im Ernstfall muss es dann nämlich richtig schnell gehen!

Genius Wissenscommunity von Daimler: Stau, Wie bilde ich eine Rettungsgasse?
So sieht eine Rettungsgasse aus — Bild: ©Alex – stock.adobe.com

Wie vermeidet man Stau?

Irgendwann werden wir vielleicht in autonom fahrenden Autos sitzen, die sich intelligent miteinander abstimmen und so nicht mehr aufstauen. Dann sind Staus etwas, über das man im Geschichtsunterricht spricht.

Aber auch heute lassen sich Staus klug umfahren. Wer sich geschickt anstellt und im Radio die Staumeldungen hört und seine Route danach plant, kann Stau zum Beispiel vermeiden. Aber auch Technik kann helfen: In manchen Daimler-Fahrzeugen gibt es extra Assistenzsysteme für Stau. Spezielle Luftfederungen helfen, das Auto an die Straßenverhältnisse anzupassen und Bremsassistenten helfen, das Auto immer im richtigen Moment und möglichst sanft abzubremsen. Dann ist es auch nicht so ruckelig, wenn man im stockenden Verkehr festsitzt. Außerdem messen Sensoren, wie viel Abstand man zu den Autos vor und hinter sich hat. Daraufhin kann das System den perfekten Abstand vorschlagen und man muss sich keine Sorgen machen, dass der Nachfolger in einen hineinkracht.

 

Beitragsfoto: ©Thaut Images – stock.adobe.com

Das Wort “Adresse” ist in der Umgangssprache gebräuchlich. Genau genommen wird unterschieden zwischen Wohnadresse, Postadresse und Gebäudeadresse. Das klingt jetzt vermutlich ziemlich kompliziert mit den vielen Bezeichnungen und jede hat ihre eigene Definition – meistens jedoch weißt du intuitiv genau, was mit “Adresse” gemeint ist.

Deine eigene Hausnummer kennst du auswendig. — Bild: Pixabay

Längen- und Breitengrade auf See

Wie ist das jedoch mit anderen Orten auf der Welt, wo keine Häuser stehen und wo es keine Briefkästen gibt? Auf See zum Beispiel – oder mitten in der Wildnis? Wie kann man da einen Standpunkt angeben?

Hier gibt es verschiedene Systeme. Mit dem Koordinatensystem, das der Erde Längen- und Breitengrade zuordnet, lässt sich jeder Punkt ganz genau bestimmen, egal wo. Dieses System findet vor allem in der Seefahrt Anwendung. Auf dem Meer gibt es ja keine anderen Punkte, an denen man sich orientieren kann.  

Mit einem sogenannten Sextanten kann man auf See navigieren. — Bild: Pixabay

Das Navigationssystem im Auto bringt dich ans Ziel

Was machst du, wenn du eine Adresse finden musst, wo du noch nie zuvor warst? Wer mit dem Auto unterwegs ist, wird diese Frage vermutlich so beantworten: Mit dem Navi natürlich! Vor dem Losfahren gibt man seine Ziel-Adresse ins Navigationsgerät ein und dieses berechnet dann den schnellsten Weg zum Ziel – oder den benzinsparendsten oder den mit der schönsten Aussicht. Bei den meisten Adressen funktioniert das auch problemlos. “Sie haben Ihr Ziel erreicht.” Worte, die du bestimmt im Auto deiner Eltern schon oft gehört hast.

Das Navigationssystem arbeitet dabei mit sogenannten GPS-Koordinaten. Es ist ständig mit mehreren Satelliten in Kontakt, über die es seine Position bestimmt und berechnet, welche Strecke zum Ziel führt.

Auch ein Smartphone kann als Navigationsgerät dienen. — Bild: Pixabay

Diese Systeme haben jedoch ihre Grenzen

Allerdings stößt man mit klassischen Adressen-Systemen und GPS-Koordinaten schnell an seine Grenzen. Viele Straßennamen gibt es mehrfach – in welcher Bahnhofsstraße war die Geburtstagsfeier nochmal? Und in vielen Gebieten gibt es gar keine Adressen – wie etwa in Parks oder auch in der freien Natur. Finden möchte man die Orte mit dem Auto trotzdem, zum Beispiel wenn du mit deiner Familie einen Wochenendausflug machst.

GPS-Koordinaten sind zwar ziemlich genau – aber die komplizierten Zahlenfolgen kann sich wohl keiner merken. Und unübersichtlich zu lesen wären sie auch – so kannst du deinen Freunden keine Tipps geben, wo man besonders toll Schlitten fahren kann.

Manche Orte sind einfach zu finden, andere nicht. — Bild: Pixabay

Das muss doch einfacher gehen!

Das haben sich auch die Gründer des Start-up-Unternehmens what3words gedacht – und haben ein völlig neues System entwickelt, wie man nicht nur jedem beliebigen Ort auf dem Planeten eine “Adresse” zuordnen kann, sondern sich diese auch einfach merken kann. Dafür braucht man nicht mehr als drei einzelne Wörter.

Wie das funktioniert? Die Gründer des Unternehmens haben die Welt in viele kleine Quadrate eingeteilt, die jeweils drei Meter lang und breit sind. Ein Algorithmus hat jedem dieser Orte drei Wörter zugewiesen, deren Kombination einzigartig ist. Damit kann jeder Ort genau bestimmt werden. Verwechslungen durch Tippfehler ausgeschlossen: Wenn du einen Ort in deiner Nachbarschaft suchst, aber dich vertippst, merkst du das sofort – denn wenn dann ein Ort in einem ganz anderen Land angezeigt wird, kann das ja nicht stimmen.

Adressen ganz neu definiert: bald auch in Daimler-Fahrzeugen

Auch die Daimler AG ist auf dieses einfache und zugleich genaue System aufmerksam geworden. Innerhalb des nächsten Jahres wird Mercedes-Benz als erster Autohersteller what3words in das Navigationssystem eines Automodells integrieren. Auf der IAA konnte man das System schon mal ausprobieren. Der Ort, an dem der Mercedes-Benz-Stand auf der IAA zu finden war, heißt in dem neuen System übrigens: ///demnächst.entdeckt.wort

Du fragst dich wahrscheinlich, was die Wörter ///demnächst.entdeckt.wort mit Autos zu tun haben. Gar nichts – die drei Wörter, die jedem Ort zugeteilt sind, hat der Algorithmus nach Zufallsprinzip bestimmt. Sie werden sich auch in vielen Jahren nicht mehr ändern. So kann man den Ort immer wiederfinden – auch wenn dort irgendwann ein anderes Gebäude steht.

Probiere es aus – am PC oder mit dem Smartphone

Und wie soll das gehen? Du kannst es auf der Website von what3words mit einer Landkarte selber ausprobieren: Gib zum Beispiel deine eigene Adresse ins Suchfeld ein und entdecke deine eigene Drei-Wort-Adresse. Es gibt außerdem eine Smartphone-App von what3words, mit der du unterwegs jederzeit Adressen bestimmen und weiterleiten kannst. Je mehr Menschen und Systeme in Zukunft what3words nutzen, desto besser wird es funktionieren.

Die Welt in drei Wörtern: das Adresssystem von what3words — Bild: Daimler AG

Beitragsbild: Pixabay

#1: Körpereinsatz

Voller Körpereinsatz ist nicht nur beim Sport wichtig, sondern auch beim Lernen. Überlege dir eine Route auf deinem Körper und ordne den einzelnen Körperteilen die wichtigsten Lerninhalte zu. Dann kannst du die Route einfach immer wieder in Gedanken – oder auch mit einem echten Spielzeugauto – abfahren und dir so alles Wichtige merken.

#2: Etappensieg

Teile dir deinen Lernstoff in kleine Etappen ein und lerne nicht alles auf einmal. Dein Gehirn kann nämlich nur eine bestimmte Menge an neuen Dingen auf einmal aufnehmen. Für noch mehr Motivation kannst du dich nach jeder Etappe mit einer Kleinigkeit belohnen. Zum Beispiel mit einem leckeren Snack oder einem Spaziergang an der frischen Luft. Dann kannst du frisch gestärkt die nächste Etappe in Angriff nehmen. Du wirst sehen: Das Lernen wird dir gleich viel leichter fallen.

#3: Geschichtenerzähler

Sei dein eigener Geschichtenerzähler. Überlege dir Geschichten, die zu deinem Lernstoff passen. Beim Vokabelnlernen zum Beispiel kannst du dir eine Geschichte ausdenken, in der alle Vokabeln vorkommen. Oder du erfindest eine schöne Geschichte über Tiere für Bio. Anstatt stur auswendig zu lernen, kannst du dir einfach immer wieder deine eigenen Geschichten erzählen. Vielleicht kannst du sie sogar aufschreiben und deinen Geschwistern oder Eltern vorlesen. So hast du gleich den doppelten Lerneffekt.

Lerntipps für die Schule
Wenn du dir selbst Geschichten zu deinem Lernstoff ausdenkst, kannst du ihn dir besser merken.

#4: Bunt, bunt, bunt sind alle meine Kleider …

Oder alle deine Notizen. Nimm dir bunte Marker in deinen Lieblingsfarben und markiere deine Notizen in verschiedenen Farben. Wähle für verschiedene Themen verschiedene Farben oder nimm eine andere Farbe, je nachdem, wie wichtig der jeweilige Abschnitt ist. So verknüpft dein Gehirn die verschiedenen Themenbereiche mit den Farben und bekommt immer wieder neue Anreize. Und alles ist so schön bunt!

Lerntipps für die Schule
Bunte Farben bleiben dir im Kopf und du verknüpfst die Lerninhalte damit.

#5: Karteikarten-Rennen

Karteikarten sind nicht nur zum Vokabelnlernen gut. Du kannst dir für jedes beliebige Fach Karteikarten machen. Schreibe dir in Mathe zum Beispiel wichtige Formeln oder in Geschichte die wichtigsten Ereignisse auf die Karteikarten. Als nächstes bastel dir eine Box mit verschiedenen Fächern für die Karteikarten. Am Anfang sind alle Karteikarten im ersten Fach. Sobald du den Stoff einer Karteikarte kannst, darf sie ins nächste Fach. Die Karten im nächsten Fach musst du nicht mehr so oft wiederholen wie die im ersten Fach. Je besser du den Stoff auf einer Karte kannst, desto weiter nach hinten wandert sie und desto seltener musst du sie wiederholen. Wenn du jedoch merkst, dass du etwas nicht mehr so gut kannst, dann muss die Karte wieder ins vordere Fach. Dein Ziel: alle Karteikarten ins letzte Fach zu bringen.

#6: Einmal durchmischen bitte!

Du sitzt in der Schule bei einer Klassenarbeit und liest dir eine Frage durch. Du weißt genau, wo du die Antwort gelesen hast und wo sie in deinen Notizen steht. Aber du kannst dich einfach nicht an den Inhalt erinnern. Hast du so eine Situation schon einmal erlebt? Dann hast du beim Lernen einen kleinen Fehler gemacht. Wenn du nämlich immer alles in der gleichen Reihenfolge lernst, passiert dir genau das. Merke dir also: Auch mal den Stoff in einer anderen Reihenfolge lernen. Fange zum Beispiel einfach von hinten an oder auch mal in der Mitte. So kann in der Klausur nichts mehr schiefgehen.

#7: Psst! Spickzettel erlaubt 😉

Spickzettel schreiben ist einer super Methode, um dir deinen Stoff zu merken. Denn wenn du dir überlegst, welche Inhalte am wichtigsten für deine Klausur sind und diese dann auch noch aufschreibst, hast du den Stoff schon so gut wie gelernt. Der Spickzettel bleibt am Tag der Klausur dann natürlich zuhause! Denn die Klausur wirst du jetzt auch ohne Hilfsmittel meistern.

Lerntipps für die Schule
Spickzettel helfen dir auch, wenn du deinen Lernstoff draufschreibst, sie aber nicht mit in die Schule nimmst.

#8: Alles wieder vergessen

Klingt komisch? Wird dir aber weiterhelfen. Denn wenn du versuchst, aktiv etwas zu vergessen, wird es sich automatisch in dein Gehirn einbrennen. Schreibe dir zum Beispiel eine Formel auf einen Zettel und schaue ihn dir einige Minuten lang an. Danach darfst du ihn einfach wieder wegschmeißen. Cool, oder? Wenn du jetzt versuchst die Formel zu vergessen, wirst du merken, dass das gar nicht so einfach ist und die Formel schon fest in deinem Gehirn verankert ist.

Wenn du noch mehr Tipps brauchst, kannst du hier nachschauen.

 

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Bild: www.shutterstock.com / MichaelJayBerlin, www.shutterstock.com / Toonzzz

Licht ist Energie

Wenn man längere Zeit in der Sonne sitzt, kann es einem ganz schön warm werden. Der Grund ist, dass Licht Energie in sich trägt und somit Dinge aufwärmen kann. Das merkst du besonders, wenn du im Sommer ein schwarzes T-Shirt trägst. Die schwarze Farbe verschluckt das Licht und dein Oberteil erwärmt sich dabei. Anders ist das bei Weiß: Hier wird das Licht größtenteils reflektiert, also zurückgeworfen. Die Energie, mit der das Licht Dinge erwärmen kann, nennt man auch elektromagnetische Strahlung. Sie wird von einer Lichtquelle ausgestrahlt und breitet sich dann in Form von Wellen aus – ähnlich wie die Wellen, die entstehen, wenn du einen Stein ins Wasser wirfst.

Weißes Licht besteht aus vielen verschiedenen Farben

Welche Farbe hat Licht eigentlich? Sonnenlicht erscheint für das menschliche Auge weiß – ganz richtig ist das allerdings nicht. Tatsächlich befinden sich in dem weißen Licht, das die Sonne zur Erde sendet, nämlich alle Farben des Farbspektrums – also Violett, Blau, Grün, Gelb, Orange und Rot. Das wird deutlich, wenn man Licht in ein geometrisches Gebilde namens „Prisma“ leuchtet. Das Licht wird in die einzelnen Farben zerlegt und man kann das ganze Farbspektrum erkennen. Weißes Licht besteht also eigentlich aus ganz vielen verschieden Farben, die zusammen weiß wirken.

Was ist eigentlich Licht?
So sieht es aus, wenn weißes Licht in ein Prisma gestrahlt wird; Bild: www.shutterstock.com / kasezo

Licht ist 750.000-mal so schnell wie ein Düsenjet

Wenn du auf den Lichtschalter drückst, erhellt das künstliche Licht der Glühbirne sofort den dunkeln Raum. Das geht schneller, als du schauen kannst – nämlich in Lichtgeschwindigkeit. Diese beträgt mehr als 1 Milliarde Kilometer pro Stunde und ist somit 750.000-mal so schnell wie ein Düsenjet. Das Mondlicht benötigt daher auch gerade mal circa eine Sekunde, um uns auf der Erde zu erreichen. Das ist eine Geschwindigkeit, die wir uns kaum vorstellen können, so hoch ist sie.

Was ist eigentlich Licht?
Licht ist unglaublich schnell; Bild: www.shutterstock.com / Elenamiv

Intelligentes Scheinwerferlicht

Das Licht von Autoscheinwerfern ist sehr wichtig für die Sicherheit im Straßenverkehr. Es wird daher ständig daran gearbeitet, um es zu verbessern. Die Daimler AG hat spezielle Scheinwerfer mit sogenanntem „digital light“, also digitalem Licht, entwickelt. Was das Besondere daran ist? In jedem der Scheinwerfer befinden sich über eine Millionen Mikrolichter. Ein Sensor scannt die Umgebung des Autos und passt das Scheinwerferlicht optimal an die Umgebungsbedingungen an. Es ist nämlich wichtig, dass der Autofahrer möglichst gut sehen kann, aber andere Verkehrsteilnehmer dabei nicht geblendet werden.

Was ist eigentlich Licht?
Digitales Licht erkennt den Fußgänger auf dem Zebrastreifen und beleuchtet so, dass der Autofahrer ihn erkennt, aber der Fußgänger selbst nicht geblendet wird; Bild: Daimler AG

Beitragsbild: www.shutterstock.com / Family Business

Ein Naturphänomen

Gewitter kommen vor allem im Sommer sehr oft vor. Es muss dafür heiß und schwül sein, die Luft muss also eine hohe Feuchtigkeit haben. Dann heizt die Sonne nicht nur bei dir ein, sondern auch der Erdboden heizt so stark auf, dass Wasser verdunstet. Das bedeutet, dass eine große Menge Wasser aus dem Boden sich in gasförmiges Wasser verwandelt. Durch diese feuchtwarme Luft heizt sich die Luftschicht über dem Boden auf. Weil die warme Luft immer leichter ist als kalte Luft, steigt die warme Luft auf. Je höher sie dabei kommt, desto mehr kühlt sie wieder ab. Dadurch entsteht eine sogenannte Kumuluswolke: Durch die Abkühlung wird aus dem gasförmigen Wasser wieder flüssiges Wasser. Es regnet aber noch nicht. Die kleinen Wassertröpfchen sind noch so leicht, dass sie schweben können.

Gewitter
Wenn im Sommer ein Gewitter droht, türmen sich dunkle Wolken am Himmel auf

Blitze erzeugen Strom wie 250.000 Fernseher

Je nachdem, wie feucht die Luft ist und wie warm es ist, steigt das kondensierte Wasser noch weiter auf bis es so stark abkühlt, dass die Tröpfchen gefrieren. In einer Höhe von circa zwölf bis 18 Kilometern entsteht eine dachförmige Wolke, die aus winzigen Eiskristallen besteht. Die Wolke türmt sich auf. Dabei reiben die Wasserteilchen aneinander und laden sich elektrisch auf. Die Wolke ist nun oben kälter als unten. Die Eiskristalle sammeln sich deshalb im oberen Teil der Wolke als positive Ladung, und die Tropfen sammeln sich im unteren Teil als negative Ladung.

Zwischen positiv und negativ entsteht eine elektrische Spannung, die sich in Form von Blitzen entweder innerhalb der Wolke oder am Boden entlädt. Dabei fließt elektrischer Strom und der leuchtet, weil er mehrere tausend Grad heiß ist. Der Strom ist außerdem extrem stark, denn er  kann bis zu 100.000 Ampére erreichen. Das ist so stark wie der Strom von rund 250.000 Fernsehern.

Lichtgeschwindigkeit und höllische Hitze

Doch warum donnert es jetzt auch noch? Da die Luft um den Blitz etwa 30.000 Grad heiß ist, dehnt sie sich aus. Das löst eine Druckwelle aus, die sich mit einer Schallgeschwindigkeit von circa 343,2 Metern pro Sekunde fortbewegt. Diese gewaltige Kraft nehmen wir am Erdboden als Donnergeräusch wahr. Diese Schallgeschwindigkeit ist zwar sehr schnell, aber die Lichtgeschwindigkeit ist noch viel schneller. Der Donner kommt daher grundsätzlich immer erst nach dem Blitz – die Schallgeschwindigkeit hat keine Chance.

Du kannst ausrechnen wie weit ein Gewitter entfernt ist: Zähle die Sekunden zwischen Blitz und Donner, teile sie durch drei und heraus kommt die Kilometerzahl, die dir sagt, wie weit das Gewitter entfernt ist.

Gewitter
1, 2, 3 … du kannst zählen, wie weit das Gewitter entfernt ist

Aber Vorsicht!

Dieses Naturspektakel ist unglaublich spannend zu beobachten. Doch Blitze sind auch sehr gefährlich: Wenn ein Blitz einen Menschen trifft, kann das durch die elektrische Ladung nicht nur sehr schwer verletzen, sondern auch tödlich sein. Du musst vor Gewittern deshalb aber keine Panik haben. Du solltest nur wissen, wie und wo du bei einem Gewitter vor Blitzen geschützt bist.

Grundsätzlich gilt bei einem Gewitter: Blitze suchen sich immer den kürzesten und den am besten leitenden Weg zum Boden. Das heißt, du solltest dich beispielsweise von Bäumen und von leitenden Materialien fernhalten. Wenn du im Freibad bist und die Wolken werden ganz dunkel, dann solltest du das Freibad bald verlassen. Wasser leitet den Strom der Blitze. Wenn du dich in der Nähe eines offenen Gewässers befindest, ist das gefährlich. Auch solltest du dich von Gegenständen aus Metall fernhalten, denn das zieht Blitze an. Auch freie Felder können gefährlich sein.

Gewitter
Ein Blitzableiter zieht den Blitz an und leitet die elektrische Ladung in den Boden; Bild: www.shutterstock.com / borzywoj

Das Auto als Blitzableiter

Am allersichersten bist du aber in Gebäuden. Damit der Blitz nicht einschlagen kann, haben die allermeisten Häuser heute einen Blitzableiter. Er zieht die Blitze zunächst an, um sie dann in den Boden abzuleiten. Deshalb ist er auf den Dächern der Häuser angebracht und hat eine Spitze aus einem Metalldraht. Dieses Metall muss so stark sein, dass es von einem Blitz nicht beschädigt werden kann. Über die sogenannte Fangleitung führt die elektrische Ladung in den Boden und trifft dort auf eine Erdleitung aus Platten und Kupfernetz.

Gewitter
Beim Auto verteilen sich die elektrischen Ladungen des Blitzes auf der Oberfläche des Metallkäfigs

Ähnlich kann auch ein Auto als Blitzableiter fungieren und ist bei Gewittern  deshalb sehr sicher.  Autos wie die der Daimler AG sind von Metall umrahmt, das den Blitz ableitet. Der englische Physiker Michael Faraday fand einmal heraus, dass sich elektrische Ladungen auf der Oberfläche des „Metallkäfigs“ verteilen, ohne in den Innenraum durchzudringen. Man nennt diese Metallumrahmung deshalb auch „Faradayschen Käfig“. Wenn man vom Blitz getroffen wird, fließt der Strom über diesen Käfig in die Erde ab. Trotz dieser Sicherheit sollte man sich bei einem Gewitter nur im stehenden Auto aufhalten, da die Gefahr besteht, dass die Reifen platzen.