Die Brücke aus Papier, die enormes Gewicht aushält

Rubrik: Experimente für Kinder

Wie kann man eine Brücke konstruieren, die möglichst viel Gewicht aushält, ohne daß man den Materialeinsatz erhöht.

Eine Brücke aus einem einmal gefalteten Papierbogen...
Eine Brücke aus einem einmal gefalteten Papierbogen...

...hält kein Gewicht aus.
...hält kein Gewicht aus.

Faltet man den Bogen zu einer "Ziehharmonika"...
Faltet man den Bogen zu einer "Ziehharmonika"...

...dann hält die Brücke enormes Gewicht aus.
...dann hält die Brücke enormes Gewicht aus.

Ein einfache Brücke aus Papier, bei der ein Bogen Papier flach aufliegt, kann so gut wie gar kein Gewicht aushalten. Sie biegt sich schon unter kleinster Belastung durch. In diesem Fall "krachte" die Brücke schon unter der Last einer 9V Batterie zusammen.

Nehmen wir nun aber einen A4 Bogen normales Zeichen- oder Kopierpapier, und falten diesen wie eine Ziehharmonika. Auf diese "Ziehharmonikakonstruktion" legen wir den flachen Papierbogen. Wir erhalten so eine Brücke, die vergleichsweise enorme Kräfte aushalten kann. Ein Konstrukteur nennt so eine Maßnahme eine "Versteifung". Statt eine Brücke aus meterdickem Beton zu fertigen, wird eine intelligente Lösung gesucht, bei der mit wenig Materialeinsatz bereits eine hohe Festigkeit eintritt.

Der Bogen flaches Papier auf unserer "Ziehharmonika" hat bei dieser Konstruktion übrigens auch eine Funktion: Er verteilt die Kräfte möglichst gleichmäßig auf die "Ziehharmonika".

Wie wir sehen, ist ein Gewicht von 500g problemlos auszuhalten. Wir legen noch etwas nach (zwei weitere 9V Batterien), auch dieses zusätzliche Gewicht wird von unserer Papierbrücke getragen.

Warum funktioniert diese Konstruktion so gut? Das Geheimnis liegt in den Flächen innerhalb unserer "Ziehharmonika". Betrachten wir mal ein normales Plastiklineal. Es läßt sich in einer Richtung leicht, ohne große Krafteinwirkung durchbiegen, wenn wir es aber um 90° drehen, so erreichen wir selbst bei hohen Kräften so gut wie keine Durchbiegung. Ähnlich verhalten sich die Papierstreifen in unserer Brücke. Die hohe Steifigkeit erhalten wir aber erst durch die Tatsache, daß alle Papierstreifen miteinander verbunden sind.