Konstruktionsteile für Kugelbahnen – Ein Verkaufshit in Japan

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Diese Fotos zeigen einige Teile der würfelförmigen Holzelemente des Kugelbahnsystems der Firma cuboro in der Schweiz. Es handelt sich um den idealen Einstiegskasten cuboro basis. Die cuboro-Würfelelemente besitzen ausgewählte symmetrische Bahnfunktionen an der Oberfläche und im Inneren. Mit deren Hilfe lassen sich einfache zweidimensionale, aber auch hochkomplexe dreidimensionale Bahnverläufe gebaut werden. Ergänzt wurden diese 28 Grundelemente durch gleich große massive Holzwürfel und einige halbhohen Quader aus eigener Herstellung. Sie ergänzen die Möglichkeiten für Unterstellelemente. Diese Menge an Bauteilen lässt eine große Auswahl an Elementen und möglichen Anordnungen zu und damit eine sehr große Anzahl von verschiedenen Kugelbahnen.

Die Ergänzung in Eigenarbeit war vor einigen Jahren durch ein Kuriosum notwendig geworden: Dieser Grundbaukasten war der letzte in dem größeren Kinderladen. Der Verkäufer betonte, dass in absehbarer Zeit keine Nachbestellungen bei der Schweizer Firma möglich seien, weil die Japaner praktisch die gesamte Produktion aufgekauft hätten. Der Grund dafür läge in dem Bestreben der japanischen Eltern, ihre Kinder für die Schule fit zu machen. Bei irgendeinem wichtigen japanischen mathematisch-naturwissenschaftlichen Landeswettbewerb hatten Gewinner erklärt, dass ihnen die Kugelbahnsysteme eine große Förderung gewesen seien.

Tatsächlich sind viele Besucher der Mathothek begeisterte Architekten von spannenden Kugelbahnen. Kinder und Erwachsene sind in ihren jeweiligen Fähigkeiten gefordert. Bei der Herausforderung immer schwierigere Konstruktionen zu bauen, werden das räumliche Vorstellungsvermögen, das logische Denken, die Erfahrung mit der Schwerkraft (Gravitation) und der Reibung gefördert, aber auch Motorik, Ausdauer, Konzentration und Kreativität. Dabei kann das Bauen sowohl alleine, aber auch gemeinsam in der Gruppe sinnvoll erfolgen.

Die Kugel wird beim Wechseln der Ebene durch die vertikale Bewegung (Gravitation) beschleunigt.

In der Mathothek gibt es noch weitere Anregungen und Bauvorschläge. Sie können das Lesen eines Bauplans fördern und die eigene Phantasie in Schwung bringen.

Natürlich lassen sich auch phantasievolle Wettbewerbe gestalten, z.B. längste Kugelbahn, verdeckten Kugellauf, Verwendung aller Bauteile usw. Es folgen einige Abbildungen von einfachen zweidimensionalen und dreidimensionalen Kugelbahnen, die erklären und anregen sollen.

Diese in einer waagrechten Ebene liegende Kugelbahn mit Auffangbehälter besteht aus geraden und kurvigen Strecken, für die geeignete Bauwürfel ausgewählt wurden. Da hier die Kugel durch keine Schwerkraft beschleunigt wird, muss sie einen Anfangsimpuls bekommen.

Die beiden nächsten Beispiele zeigen die beiden Kugel wieder eine zweidimensionale Kugelbahn mit einer Schleife. Auch hier muss die Kugel angestoßen werden.

Auch bei diesem Beispiel handelt es sich um eine Kugelbahn in einer waagrechten Ebene. Allerdings ist ein Stück der Bahn nicht direkt einsehbar, sondern durch Bausteine verdeckt, die den oberen Teil einer Röhre bilden.

Erst bei diesen Beispielen sorgt die Gravitation für die Beschleunigung. Dazu bedarf es aber der Einbeziehung der dritten Dimension. Ansonsten sind sie mit den beiden oberen Kugelbahnen identisch.

Bei der obigen Kugelbahn wird die Kugel dreimal beschleunigt, bis sie im  Auffangbehälter liegt.

Diese beiden Bilder zeigen eine “Kaskade” als Kugelbahn mit fünf Ebenen und heftiger Beschleunigung.

Nicht nur ein Verkaufshit in Japan, sondern auch ein tolles Exponat für die Mathothek!

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