Anemometer Bauanleitung

Das Wort Anemometer leitet sich von dem griechischen Wort anemos für Wind ab. Ursprünglich wurde ein Gerät, mit dem die Windgeschwindigkeit gemessen werden kann, als Anemometer bezeichnet, mittlerweile werden aber alle Instrumente, mit deren Hilfe die Strömungsgeschwindigkeiten von Gasen und Flüssigkeiten gemessen werden können, so bezeichnet. Anemometer gibt es in unterschiedlichen Bauformen. Die meisten dürften Anemometer schon einmal als Drehkonstruktion mit Platten oder Schalen gesehen haben. Solche Anemometer finden sich nämlich beispielsweise in Form von Wetterhähnen auf diversen Hausdächern.

In der Animation sieht ein solches Anemometer so aus:

In dieser Bauanleitung wird jedoch ein Anemometer in einer etwas anderen Bauform vorgestellt, die an eine Windplatte angelehnt ist. Für den Selbstbau werden nur wenige Materialien benötigt und die Konstruktion ist sehr einfach gehalten. Aus diesem Grund können auch Kinder ein solches Anemometer selber bauen.

Materialliste für das Anemometer

  • Anemometer BauanleitungBastelkarton
  • 1 Strohhalm
  • 1 Gewindestange oder 1 Holzstab
  • Klebstoff
  • Laminierfolie oder dickere, transparente Folie und Sprühkleber
  • 1 Tischtennisball
  • 1m Schnur

Etwas Mathe und Physik vorneweg

Der Tischtennisball wird später freibeweglich aufgehängt. Der Luftstrom bewegt den Tischtennisball und je stärker der Wind ist, desto weiter bewegt sich auch die Kugel. Trotz der einfachen Konstruktion ist es mit diesem Anemometer möglich, die exakte Windgeschwindigkeit zu messen. Allerdings muss dafür eine Messskala in Form der sogenannten Beaufortskala erstellt werden.

Da für die Konstruktion ein Tischtennisball verwendet wird, sind alle maßgeblichen Werte vorhanden. Ein Tischtennisball ist 2,7g schwer und hat einen Durchmesser von 40mm. Die Ablenkung der Kugel in Abhängigkeit zu der Windgeschwindigkeit lässt sich daher mithilfe der folgenden Formeln und Werte errechnen:

  • Durchmesser der Kugel = d = 0,04m
  • Luftwiderstandsbeiwert der Kugel = cW = 0,45
  • Masse der Kugel = m = 0,0027kg
  • Gewicht der Luft = p = 1,188 kg/m³
  • Erdbeschleunigung = g = 9,81 m/s²

Der Winkel tan α, in dem sich die Kugel durch den Luftstrom bewegt, ergibt sich aus FW : FG. Dabei ist FW = cW x A x ½ pv² und FG = m x g. Mithilfe von Geodreieck und Zirkel kann nun eine Beaufortskala erstellt werden. Da dieses Selbstbauprojekt jedoch auch für kleine Kinder geeignet sein soll, wird die Windplatte lediglich in 5 farbige Abschnitte aufgeteilt.

Bauanleitung für das Anemometer

1. Schritt: die Messplatte anfertigen

a.) Zuerst wird die Messplatte angefertigt. Diese besteht aus zwei Viertelkreisen, die in der Mitte miteinander verbunden sind. Die Flächen der beiden Viertelkreise werden anschließend in fünf Abschnitte aufgeteilt und entsprechend beschriftet.

b.) Die Messplatte kann entweder per Computer erstellt und farbig ausgedruckt werden. In diesem Fall wird das Papier dann ausgeschnitten und auf den Bastelkarton geklebt. Möglich ist aber auch, die Messplatte aus dem Bastelkarton auszuschneiden und mit farbigen Karton- oder Papiersegmenten zu bekleben.

c.) Die fertige Messplatte wird dann in der Mitte zusammengefaltet. Auf diese Weise kann das Anemometer von beiden Seiten abgelesen werden. Um die Messplatte wetterfest zu machen, wird sie entweder laminiert oder mit einer Folie beklebt, die mit Sprühkleber fixiert wird.

Anemometer Bauzeichnung 1

2. Schritt: das Anemometer zusammenbauen

Jetzt wird der Tennisball mit einer Nadel oder einem Nagel durchstochen und durch diese beiden Löcher wird die Schnur gefädelt. Am unteren Ende wird die Schnur mit einem stabilen Knoten gesichert. Dann wird ein Loch in die Messplatte gestochen und zwar in der Ecke, in der die Messsegmente aufeinandertreffen. Durch dieses Loch wird jetzt die Schnur gefädelt und verknotet.

Anemometer Bauzeichnung 2

An der Knickkante der Messplatte wird anschließend der Strohhalm befestigt. Um das Anemometer aufstellen zu können, wird die Gewindestange oder der Holzstab in die Erde gesteckt und der Strohhalm darüber geschoben. Damit der Windmesser nicht verrutscht, kann er auf einer Gewindestange mit Unterlegscheiben und Muttern, auf einem Holzstab mit Klebstoff gesichert werden.

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