Schwerkraft in Tinkercad - ein virtueller Maker-Spielplatz!

Was passiert eigentlich, wenn man 5000 Murmeln gleichzeitig auf eine Murmelbahn wirft? Und rutscht der schwere Stahl-Würfel weiter übers Eis als ein gleichgroßer Holzwürfel? Solche und ähnliche Experimente lassen sich im kostenlosen Browser-3D-Programm Tinkercad ausführen.

Vorbereitet wird der Versuch dabei im gewohnten 3D-Zeichenmodus. Anschließend kann man in den Sim Lab genannten Simulationsbereich wechseln, Materialien definieren und anschließend die Schwerkraft auf den eigenen Aufbau wirken lassen, das Video zeigt, wie es geht.

Anregung und Modelle zum Ausprobieren finden sich im Account von Tinkercad. Dort gibt es neben einer Murmelbahn und Dominosteinen zum Umwerfen auch Physik-Experimente wie ein Galtonsches Nagelbrett und einen Pachinko-Automaten, eine Art senkrechtes Arcade-Spiel.

Video-Transkript

(Hinweis: Es handelt sich hier um einen Bonusinhalt für Menschen, die das Video oben nicht schauen können oder wollen. Die Informationen auf der Bildspur gibt das Transkript nicht wieder.)

Schaut mal hier: Das ist Tinkercad, ein ziemlich einfaches und leicht zu lernendes 3D-Zeichenprogramm. Und direkt IN Tinkercad kann man jetzt auch Schwerkraft und unterschiedliche Materialien simulieren, und damit zum Beispiel so eine Murmelbahn bauen, so ein Jahrmarkt-Spiel, wo man Dosen mit Ostereiern oder Bananen runterwerfen muss, oder - ein bisschen nützlicher - so ein Nagelbrett, mit dem man die Binomialverteilung simulieren kann, also Wahrscheinlichkeitsrechnung, die ja manchmal etwas schwer vorstellbar ist. Wie ihr eure eigenen Tinkercad-Modelle zum Leben erwecken könnt, zeige ich euch in diesem Video, viel Spaß!

INTRO

Tinkercad ist ziemlich leicht zu lernen. Im Grunde ist das wie mit Bauklötzen spielen, nur dass man die Bauklötze noch anpassen kann, miteinander verschmelzen oder voneinander abziehen. Tinkercad läuft im Browser und ist kostenlos, ich habe da vor einer Weile auch mal ein Einsteiger-Tutorial zu gemacht und dann noch ein Video mit jede Menge Tipps und Tricks, verlinke ich euch beides unten in der Videobeschreibung.

Im Grunde könnt ihr mit Tinkercad so ziemlich alles zeichnen und dann zum Beispiel mit dem 3D-Drucker ausdrucken oder auch mit einem Lasercutter schneiden. Bisher war Tinkercad also vor allem ein Werkzeug, mit dem man Daten für die echte Welt erstellt hat. Seit einer Weile kann man jetzt aber eben auch Schwerkraft in Tinkercad aktivieren und den Körpern unterschiedliche Materialien zuweisen. Wenn ich zum Beispiel so eine schiefe Ebene zeichne und zwei Klötze drauflege, einen aus Holz und einen aus Eis und dann die Simulation starte, sieht man, dass die beiden Klötze sich unterschiedlich verhalten.

Und damit kann man jetzt eben direkt in Tinkercad die Modelle nutzen, um entweder einfach rumzuspielen, oder eben auch Physik-Experimente zu machen. Dazu später mehr.

Um in Tinkercad vom Bau-Modus in den Simulationsmodus zu wechseln, gibt es hier oben einen Button mit einem Apfel. Newton, Apfelbaum, Apfel auf Kopf, ihr wisst schon. Dann verschwinden der Kasten mit den Bauteilen und einige andere Bedienelemente, dafür kommt unten links ein Play-Button ins Bild. Und mit dem kann man die Schwerkraft aktivieren und auch wieder anhalten. Unten gibts außerdem eine Zeitleiste, in der ihr ähnlich wie in einem Video vor und zurück scrollen könnt.

Wenn ihr die Schwerkraft aktiviert, sind erstmal alle Objekte beweglich. Wenn ihr also einen Ball in der Luft habt, fällt der runter. Legt ihr ihn stattdessen auf den Boden, bewegt er sich auch mit Schwerkraft nicht. Wenn ihr sowas wie diese Murmelbahn bauen wollt, braucht ihr aber natürlich für die Bahn selber auch Dinge, die sich nicht bewegen. Statt die jetzt alle mühsam auf den Boden zu konstruieren, kann man Bauteile markieren und mit diesem Button auf „unbeweglich“ umstellen. Dann bleiben sie an Ort und Stelle, auch wenn man die Schwerkraft aktiviert und sie eigenlich herunterfallen müssten. Das habe ich hier zum Beispiel mit der schiefen Ebene und dem Ring gemacht.

Außerdem könnt ihr Materialien definieren. Dafür klickt ihr ein Objekt an und könnt dann hier auswählen, aus welchem Material das Objekt sein soll. Wenn das mal nicht funktioniert, müsst ihr die Schwerkraft erst wieder ausschalten, das geht mit dem Szene-zurücksetzen-Knopf. Dadrunter sieht man auch, welche Reibung, Dichte und so weiter die Materialien jeweils haben.

So kann ich mir jetzt eine kleine Simulation wie mit meiner schiefen Ebene basteln. Die schiefe Ebene mache ich unbeweglich und den beiden Würfeln weise ich Holz und Eis als Material zu und dann sieht man, dass sie unterschiedlich weit rutschen, wenn ich die Schwerkraft anmache.

Man kann übrigens hier bei diesem Berg-Symbol auch das Material der Grundplatte verändern. Wenn ich das auch auf Eis stelle, bewegen sich die Würfel nochmal anders. Man kann die Grundplatte auch ganz ausschalten, dann fallen die Würfel eben ins Nirvana.

Wenn ihr jetzt also zum Beispiel eine Murmelbahn bauen wollt, wie diese, dann findet ihr im Baumodus in der Objektauswahl unter „Spaß und Spiele“ Kurven, Geraden und Kringel. Und daraus kann man sich eine beliebig komplexe Murmelbahn zusammenklicken und dann einfach eine Kugel oben reinlegen und starten. Dann kann man sich aus den ganzen anderen Formen noch Murmelbahnteile selber bauen und kommt dann irgendwann zu sowas hier. Da muss ich aber zugeben: Die habe ich nicht selber gebaut. Praktischerweise kann man in Tinkercad ja Modelle für andere freigeben, und entsprechend gibts inzwischen Modelle von anderen, die auch schon für die Schwerkraft vorbereitet sind, also bei der Murmelbahn sind eben die Teiler der Bahn schon auf unbeweglich gesetzt. Die kann man dann einfach laden, ausprobieren und natürlich auch abändern.

Ein paar coole Modelle gibts zum Beispiel im TinkercadLearning-Account. Da gibts zum Beispiel so eine Domino-Umkipp-Vorlage oder dieses lustige Pinguin-Katapult. Und es gibt da das Modell von dem Nagelbrett, was ich auch am Anfang gezeigt habe. Dafür gibts im Internet allerdings zugegebenermaßen bessere Simulatoren, bei denen man dann ablesen kann, wie viele Kugeln wo gelandet sind und bei denen auch nicht bei jedem Durchlauf dasselbe Ergebnis rauskommt, Tinkercad kann nämlich offenbar in die Simulation nicht wirklich einen Zufall einbauen, bei jeden Durchlauf landen die Kugeln immer genau gleich verteilt unten in den Auffangbehältern.

Zwei Wünsche hätte ich außerdem noch für die Zukunft (falls jemand vom Tinkercad-Entwicklerteam dieses Video sehen sollte..): Erstens wäre Ton schön, irgendwie will ich die Kugeln da durchrattern hören. Und zweitens können Objekte nicht kaputt gehen. Selbst wenn ich eine Stahlkugel auf eine Eisplatte fallen lasse, geht die Platte nicht kaputt. Vll ein kleines Update, Autodesk..?

Ich wünsche euch viel Spaß beim Ausprobieren! Wenn ihr was Cooles gebaut habt, schreibt doch mal den Link dazu in die Kommentare. Dafür im Baumodus einfach oben links auf „Senden an“ und einen Link erstellen. Ich bin gespannt, was ihr simmuliert! Bis nächste Woche, Ciao!

(jom)