Lehrerzimmer

Warum alles kaputt geht. Form und Versagen in Natur und Technik.

Das Buch sieht aus wie ein Kinderbuch: Bunte und lustige Zeichnungen, unkompliziert geschrieben – und ein kaum lesbarer, grauslicher Zeichensatz in cartoonhaften Großbuchstaben.
Ich hatte erwartet, dass mir das Buch tatsächlich erklärt, warum alles kaputt geht. (Irgendwas mit Entropie.) Tatsächlich beschränkt sich das Buch darauf, zu erläutern, wie mechanische und statische System versagen: Warum Brücken einstürzen und Hebel brechen, was menschliche Knochen ihre Last tragen lässt, wie Bäume entwurzelt werden und Maschinenteile den Belastungen nicht mehr standhalten.
Diesen Teilaspekt erklärt das Buch aber sehr anschaulich. (Immer wieder abgesehen von der gewählten Schriftart.)

Ein Bauteil, das belastet wird, steht unter Zug- oder Druckspannung, je nach Art der Belastung. Dazu kommt später noch Schubspannung als Kombination von Zug- und Druckspannung.
Um herauszufinden, wie die Spannungen im Bauteil verteilt sind, führt Claus Mattheck eine Lochplatte ein: Eine Platte, die man sich aus Moosgummi oder einem ähnlichen Material vorstellen muss, mit “didaktischen Löchern” an ausgewählten Stellen.
Bei Belastung durch die Kraft F sieht man an der Verformung der Löcher, wo Druck-, Zug- und Schubspannungen auftreten.

Man muss herausfinden, wo die Spannung am größten ist, und da das Bauteil verstärken. (Alternativ kann man dort, wo wenig Spannung herrscht, Teile aus dem Bauteil herausschneiden, um so ein leichteres Teil zu haben, das dennoch ähnlichen hohen Belastungen standhält.)

In der Natur heißt das, dass Bäume an belasteten Stellen mehr Holz ausbilden. Und so ist das Buch voller Fotos von Bäumen: Wie man an ihrem Wuchs sieht, wo Spannungen auftreten und wie der Baum ihnen entgegen arbeitet. Oder Fotos von Bäumen, die den Spannungen nachgeben mussten. Und wie man an einem stehenden Baum sieht, ob er gefährdet ist oder nicht. Und was es für Holzkrankheiten gibt.

Das Buch kommt ohne Formeln aus und enthält viele Diagramme und Fotos. Es ist technischer und anspruchsvoller, als ich gedacht hätte. Alles habe ich nicht kapiert, aber nach und nach doch eine Menge, und jetzt sehe ich überall Zug- und Druckspannungen, wenn ich aus dem Haus gehe. Die Lochplatte hilft tatsächlich sehr beim Verständnis und wird immer wieder herangezogen.
Zuletzt noch meine in ihrer Schlichtheit unübertroffene Lieblingsillustration, untypisch, weil sehr einfach:

Ich habe lange nach diesem Buch gesucht, es wird nicht mehr aufgelegt, aber mitunter findet man bei zvab.com oder amazon.de gebrauchte Exemplare.
Im Fach Natur und Technik sollte man mit dem Buch und den Ideen darin doch etwas anfangen können. (Aufgemerkt, Kollege P.!) Da passen nähmlich ausnahmsweise mal wirklich beide Begriffe.

Seit diesem Buch halte ich Ausschau nach interessanten Bäumen. Meine Fotos sind alerdings lang nicht so gut wie die im Buch, trotzdem kann ich ein paar Risse zeigen, die auf Spannungen hinweisen:

Früher oder später gehen die Bäume dann nämlich kaputt. Außer ein anderer Baum bietet sich an, einen Teil der Last zu tragen, so wie im rechten Bild: