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Schwebebahn

Schwebebahn

Vorbemerkungen

Die Idee zu diesem Projekt entstand während einer Schwebebahnfahrt zwischen Elberfeld und Barmen zu der Zeit, als im Streckenabschnitt an der Kluse alte und neue Teile des Schwebebahngerüstes direkt aneinanderstießen. Bedingt durch die geänderte Trassenführung trafen damals die Teile so ungünstig aufeinander, dass ein Knick im Gerüst unvermeidlich war. Dies konnten die Fahrgäste unmittelbar durch einen Ruck in ihren Körpern erfahren, auch wenn die Schwebebahn an dieser Stelle extrem langsam fuhr.

Durch diesen Knick neugierig geworden, habe ich mich dann intensiv mit der alten und neuen Streckenführung beschäftigt und erkannt, dass sich hieraus interessante Fragestellungen für die Mathematikbereiche "Koordinatengeometrie" und "Analysis" ergeben.

Nach mehreren Erprobungen im Unterricht der Jahrgangsstufen 11 und 12 am Gymnasium Sedanstraße in Wuppertal haben sich dann vier Schülerinnen und Schüler gefunden, die in Zusammenarbeit mit der Bergischen Universität Wuppertal und mir den 1. Teil des Projektes in ein Modul der Serie MathePrisma umgesetzt haben.

Danksagungen

Um dieses Projekt realisieren zu können, waren zahlreiche technische Fragen zu klären, Pläne zu beschaffen und zu interpretieren. Dabei hat uns besonders Herr Wosch von den Wuppertaler Stadtwerken zur Seite gestanden, der alte Pläne kopiert und interpretiert sowie Daten zur neuen Trassenführung zur Verfügung gestellt hat. Ohne ihn hätte das gesamte Projekt nie denjenigen Realitätsbezug erhalten, den es heute aufweisen kann.

Dank gebührt auch der Bildstelle der WSW, die uns zahlreiche alte Photos zur Illustration unserer Ideen geliefert hat.

Ohne die konstruktive Kritik und die große Geduld, mit der Herr Blankenagel von der Bergischen Universität unser Projekt begleitet und nach Kräften gefördert hat, hätte dieses Modul wahrscheinlich nie das Licht der Öffentlichkeit erblickt. Hierfür sei ihm an dieser Stelle herzlich gedankt. Durch sein Engagement konnten wir unsere Idee im Rahmen des Netzwerks NaT-Working Mathematik NRW vorstellen und 2004 einen Preis der Robert Bosch Stiftung erzielen. Mein Dank gilt auch Daniel Brandstätter und Evgeni Verbitski, die das Applet von Seite 4 im Rahmen ihres Programmierpraktikums an der Bergischen Universität erstellt haben. Frau Katrin Schäfer hat das Modul korrekturgelesen und uns dabei zahlreiche Verbesserungsmöglichkeiten aufgezeigt.

Didaktische Bemerkungen

In der hier vorliegenden Form kann das Projekt dazu genutzt werden, das Thema "Koordinatengeometrie" aus der Jahrgangsstufe 11 der gymnasialen Oberstufe zu veranschaulichen und in einen konkreten Kontext einzubinden. Will man die Idee der Trassenbildung über die Begriffe Kreis, Strecke, Tangente und Orthogonalität hinaus erweitern, bietet es sich an, das Übergangsstück zwischen Strecke und Kreisbogen berechnen zu lassen. Begriffe wie Stetigkeit, Differenzierbarkeit, Krümmung und Bestimmung ganzrationaler Funktionen mit vorgegebenen Eigenschaften finden hier ihren Platz.

Koordinatensysteme

An einigen Stellen unseres Projektes sind für bestimmte Punkte der Schwebebahntrasse Koordinaten angegeben. Diese Koordinaten stimmen nicht mit denjenigen offizieller Vermessungen überein. Sie sind vielmehr dadurch erstanden, dass wir die alten Pläne digitalisiert und dann die Trasse mit AutoCAD nachgebildet haben. Die so entstandenen Koordinaten haben wir in unsere Beispielberechnungen eingebunden.