Murmel-Labyrinth zum Kippen

Was das Kind lernt

• Dass die Schwerkraft die Murmel zur tiefsten Stelle zieht: Die Schale zu kippen heißt „auszuwählen“, wo es bergab geht.
• Dass eine Kugel umso schneller rollt, je schräger die Fläche ist, und dass man zum Bremsen in die Gegenrichtung kippen muss (Trägheit).
• Mit dem Lineal messen und zeichnen: gleiche Gänge von 36 mm, Wände von 140 mm und Löcher von 20 mm.
• Einen Schwierigkeitsgrad entwerfen: Ein Loch direkt an der Wand lässt für die Mitte der Murmel nur einen „Balancierpfad“ von 5 mm.

Vorher vorbereiten

• Miss deine Murmel: Wenn sie nicht 16 mm misst, passe die Fallenlöcher auf Murmel + 4 mm an (z. B. Murmel 14 mm → Löcher 18 mm).
• Wenn Vorlage A nicht in deinen Drucker passt, zeichne sie direkt mit dem Lineal: ein Quadrat von 240 mm mit 4 ausgeschnittenen Ecken.
• Schneide die 4 Wandstreifen (140 × 30 mm) vor der Einheit zu, wenn die Kinder 5–6 Jahre alt sind.
• Klebe 20 Stücke Klebeband von 4 cm an die Tischkante (5 pro Wand: 4 als L und 1 für das Ende): So geht das Anbringen der Wände blitzschnell.
• Wenn du mit Temperafarbe malen willst, male die Spielfläche vor der Einheit an und lass sie 20 Minuten trocknen.

Materialien und Werkzeuge

• Wellpappe — 1 Platte 25 × 25 cm (Schale) + 1 Streifen 15 × 13 cm (Wände)
  einwellig, 3 mm (Versandkarton), eben und nicht zerdrückt
• Murmel — 1 (besser 2: eine als Reserve)
  aus Glas, Ø 16 mm
• Malerkrepp — ≈ 1,5 m
  18–25 mm breit (lässt sich mit der Hand abreißen und mit Filzstift beschriften)
• Bastelkleber (Weißleim) — ein Spritzer
  um die Ecken der Schale und den Fuß der Wände zu verstärken
• Temperafarben oder Filzstifte — grün, rot, schwarz und Farben nach Wahl
  grün für den START, rot für das ZIEL, schwarz für den Rand der Fallenlöcher
• A4-Papier — 2 Blatt
  zum Ausdrucken des Plans (Teil A zweiteilig oder durchgepaust) und der Streifen B

Werkzeuge

• 30-cm-Lineal und Bleistift — die Schale, die Wandlinien und die Mittelpunkte der Fallenlöcher aufzeichnen
• Schere — die Schale und die Streifen ausschneiden
• Cuttermesser und Schneidematte — die 20-mm-Löcher ausschneiden Erwachsene
• Leerer Kugelschreiber — die Falzlinien der Schale rillen
• 1-Cent-Münze (Ø 16 mm) und Flaschendeckel mit Ø 20 mm — Schablonen, um die Fallenlöcher zu zeichnen und die Murmel zu prüfen
• Pinsel — Temperafarbe

Teile und Vorlagen

• A · Aufklappbare Schale (Boden 180 × 180 + Ränder 30 mm) ×1 — Wellpappe 3 mm
• B · Innenwände ×4 — Wellpappe 3 mm
• C · Schablone für Fallenlöcher und Murmeltest ×1 — Papier

Schritt für Schritt

1. Zeichne die Schale auf und schneide sie aus

   Klebe Vorlage A mit dem Klebestift auf den Karton (oder zeichne sie mit dem Lineal: ein Quadrat von 240 × 240 mm, an dem die 4 Ecken von 30 × 30 mm weggeschnitten werden, sodass die Klebelaschen bleiben). Schneide an der durchgezogenen Linie aus.

   Prüfe: Das mittlere Quadrat (Boden) misst genau 180 × 180 mm.

2. Zeichne den Parcours

   Markiere mit Lineal und Bleistift die 4 Wandlinien auf dem Boden: 36, 72, 108 und 144 mm vom oberen Rand des Bodens, je 140 mm lang, mit einem 40-mm-Durchgang abwechselnd rechts, links, rechts, links. Markiere den START oben links und das ZIEL unten rechts.

   Tipp: Fahre den Weg vom START mit dem Finger nach: Man muss in Schlangenlinien ins ZIEL kommen, ohne über eine Linie zu springen.

3. Markiere die Fallenlöcher und schneide sie aus Erwachsene

   Zeichne mit Schablone C (oder einem Flaschendeckel mit Ø 20 mm) die 3 Fallenlöcher und das ZIEL an den markierten Stellen, jedes fast an der Wand oder am Rand. Ein Erwachsener schneidet sie mit dem Cuttermesser mit 8 kurzen geraden Schnitten rund um den Kreis aus; danach wird mit der spitzen Schere nachgeschnitten.

   Prüfe: Die 16-mm-Murmel fällt durch jedes Loch, ohne den Rand zu berühren.

4. Bemale den Boden (optional)

   Wenn du Temperafarbe möchtest, male jetzt den Boden an: einen grünen Kreis mit Ø 16 mm am START, einen roten Ring um das ZIEL und einen 3 mm breiten schwarzen Rand um jedes Fallenloch. Lass es 20 Minuten trocknen, bevor du weitermachst.

   Tipp: Nimm nicht zu viel Farbe: Nasser Karton wellt sich und die Murmel wird abgelenkt.

5. Falte die Ränder

   Rille die 4 Falzlinien des Bodens mit leerem Kugelschreiber und Lineal nach. Falte die 4 Ränder von 30 mm im rechten Winkel nach oben.

6. Schließe die Ecken

   Falte jede Klebelasche des oberen und unteren Rands nach außen um die Ecke und klebe sie außen auf den seitlichen Rand, mit Bastelkleber und einem 6 cm langen Stück Klebeband, das sie umschließt. Wiederhole es an allen 4 Ecken.

   Prüfe: Die Schale liegt flach auf dem Tisch, ohne zu wackeln, und die Ränder stehen gerade.

7. Schneide die Wände zu

   Schneide 4 Streifen B von 140 × 30 mm, die Kartonwellen in der Höhe. Prüfe, ob die lange Unterkante gerade ist, indem du den Streifen hochkant auf den Tisch stellst.

   Prüfe: Jeder Streifen steht von allein, ohne Lücken unter der Kante.

8. Klebe Wand 1 ein

   Stelle den ersten Streifen hochkant auf die 36-mm-Linie, ein Ende berührt den linken Rand. Befestige ihn mit 4 Stücken Klebeband von 4 cm, als L geknickt (halb an der Wand, halb auf dem Boden), abwechselnd auf beiden Seiten, und einem weiteren Stück, das das Ende mit dem Rand verbindet.

   Prüfe: Zwischen dem Ende der Wand und dem rechten Rand bleibt ein Durchgang von 40 mm.
   Tipp: Drücke das Klebeband gut auf den Boden: Eine abstehende Falte im Klebeband bremst die Murmel.

9. Klebe die Wände 2, 3 und 4 ein

   Wiederhole es mit den anderen drei Streifen auf den Linien bei 72, 108 und 144 mm. Wand 2 und Wand 4 berühren den rechten Rand und lassen den 40-mm-Durchgang links; Wand 3 berührt den linken, wie Wand 1.

   Prüfe: Die 5 Gänge sind etwa 33 mm breit: Die Murmel passt zwischen zwei Wänden durch, ohne zu streifen.

10. Verstärke mit Kleber

    Ziehe eine dünne Spur Bastelkleber am Fuß jeder Wand entlang, auf beiden Seiten, und verstreiche sie mit einem Zahnstocher, damit keine Wulst entsteht. Lass es 15 Minuten mit flach liegender Schale trocknen.

    Tipp: Mit der Heißklebepistole (Erwachsener) geht es sofort: dünne Raupe, gleich mit einem Zahnstocher flach drücken.

11. Erstes Spiel

    Lege die Murmel auf den grünen Kreis. Halte die Schale mit beiden Händen an den seitlichen Rändern und kippe sie ganz wenig: etwa 5°, also eine Seite der Schale nur etwa 16 mm höher als die andere (eine Fingerdicke). So lenkst du die Murmel durch die Schlangenlinien, bis sie ins ZIEL fällt.

    Prüfe: Man kann das ZIEL erreichen und an den 3 Fallenlöchern vorbeikommen, ohne hineinzufallen, auch wenn es schwerfällt.

12. Passe den Schwierigkeitsgrad an Erwachsene

    Ist es zu schwer, verschließe ein Fallenloch von unten mit einem Stück Karton und Klebeband. Ist es zu leicht, schneide das markierte Extra-Fallenloch (Ø 20 mm) aus oder füge mit Schablone C ein neues direkt an einer Wand hinzu.

Funktioniert es? Der Test

Lege die Murmel auf den START und stoppe, wie lange sie bis ins ZIEL braucht. Spiele 5 Runden und notiere Zeiten und Stürze in Fallenlöcher.

Was passieren soll: Ein 8-jähriges Kind schafft den Parcours (etwa 0,9 m Weg) meist in 20–60 s nach 2–3 Versuchen. Bleibt die Murmel bei flacher Schale irgendwo von selbst liegen, gibt es dort einen Huckel aus Klebeband oder Kleber, den man glätten muss.

Wenn etwas nicht klappt

• Die Murmel bleibt in den Kurven hängen — Der Durchgang zwischen Wandende und Rand ist kleiner als 30 mm, oder das Klebeband am Ende ragt in den Durchgang. Lösung: Lass Durchgänge von 40 mm und klebe das Klebeband am Ende auf der Außenseite des Durchgangs fest.
• Die Murmel rollt über die Fallenlöcher, ohne hineinzufallen — Fallenloch kleiner als die Murmel (oder große Murmel mit 25 mm). Lösung: Vergrößere das Fallenloch auf Ø Murmel + 4 mm.
• An einem Fallenloch kommt man unmöglich vorbei — Das Fallenloch liegt in der Mitte des Gangs und lässt auf keiner Seite Platz. Lösung: Das Fallenloch muss fast an einer Wand liegen. Verschließe das Loch von unten mit Karton und Klebeband und schneide ein neues an der Wand aus.
• Die Murmel springt oder weicht von selbst ab — Boden durch die Farbe gewellt oder Huckel aus Klebeband und Kleber. Lösung: Glätte den Kleber mit einem Zahnstocher, drücke das Klebeband an und durchnässe den Karton beim Malen nicht; ist er gewellt, klebe glatten Fotokarton auf den Boden.
• Die Wände kippen um, wenn die Murmel dagegenstößt — Zu wenig Klebeband oder Streifen mit den Wellen der Länge nach. Lösung: Klebe alle 4 cm Klebeband auf beiden Seiten und verstärke mit Kleber; schneide die Streifen mit den Wellen in der Höhe.
• Die Schale geht an den Ecken auf — Klebelaschen ohne Kleber oder innen mit zu wenig Fläche angeklebt. Lösung: Klebe jede Klebelasche außen mit Kleber fest und mit einem Klebeband, das um die Ecke herumgeht.

Sicherheit

• Murmeln sind klein: Erstickungsgefahr für Kinder unter 3 Jahren. Bewahre sie außer Reichweite auf und zähle die Murmeln beim Aufräumen.
• Die Löcher schneidet ein Erwachsener mit dem Cuttermesser auf der Schneidematte, die andere Hand weg von der Bahn der Klinge.
• Wenn du eine Heißklebepistole verwendest, bedient sie der Erwachsene: Spitze und Heißkleber sind heiß.
• Eine Murmel auf dem Fußboden ist rutschig: Spiel im Sitzen am Tisch und heb die herunterfallenden auf.

Die Wissenschaft dahinter

Für die Kinder

Die Erde zieht alle Dinge nach unten: Das ist die Schwerkraft. Wenn die Schale flach ist, weiß die Murmel nicht, wohin, und bleibt liegen. Aber wenn du eine Seite ein bisschen anhebst, wird daraus ein Hang und die Murmel rollt nach unten. Du bestimmst, wo der Hang ist. Und Vorsicht: Die Murmel nimmt Schwung, also musst du sie bremsen, indem du schon vorher ein wenig zur anderen Seite kippst.

Für Erwachsene

Auf einer um den Winkel θ geneigten Ebene beträgt die Komponente der Gewichtskraft parallel zur Ebene m·g·sin θ. Eine Vollkugel, die ohne zu gleiten rollt, beschleunigt mit a = (5/7)·g·sin θ, weil ein Teil der Energie in die Drehung geht (Trägheitsmoment 2/5·m·r²). Bei nur 5° Neigung ist a ≈ 0,61 m/s²: Sie legt einen Gang von 18 cm aus dem Stand in ≈ 0,8 s zurück und erreicht ≈ 0,47 m/s, deshalb muss man zum Bremsen gegenkippen (Trägheit, erstes newtonsches Gesetz). Ein Fallenloch mit Ø 20 mm fängt die 16-mm-Murmel, sobald ihre Mitte über das Loch gelangt: Der Auflagepunkt liegt dann am Rand und das Drehmoment der Gewichtskraft lässt sie hineinfallen. Deshalb lassen Fallenlöcher direkt an der Wand für die Mitte der Murmel nur einen Pfad von ≈ 5 mm und verlangen eine feine Steuerung der Neigung (Auge-Hand-Koordination und Vorausplanung). Den Parcours zu entwerfen führt auch an Algorithmen heran: Abfolge der Kurven R-L-R-L.

• Schwerkraft: Kraft, mit der die Erde die Dinge zu ihrem Mittelpunkt hin anzieht.
• schiefe Ebene: Fläche, bei der eine Seite höher ist als die andere.
• Trägheit: Neigung der Dinge, sich weiterzubewegen (oder ruhig zu bleiben), wenn nichts sie ändert.
• Reibung: Kraft, die bremst, wenn sich zwei Flächen berühren und bewegen.
• Winkel: wie weit sich eine Linie gegenüber einer anderen öffnet; hier, wie stark du die Schale kippst.

Nach Alter

• 5–7 Jahre: Der Erwachsene schneidet Schale, Streifen und Fallenlöcher aus. Das Kind fährt den Weg mit dem Finger nach, klebt die Wände mit Klebeband fest und gestaltet START und ZIEL. Fangt ohne Fallenlöcher an und fügt eines hinzu, wenn das Kind den Parcours 3-mal geschafft hat.
• 8–10 Jahre: Sie bauen alles selbst außer dem Ausschneiden der Löcher. Lass sie die 36 mm zwischen den Wänden selbst messen und entscheiden, wo die Fallenlöcher hinkommen, und prüfen, dass man vorbeikommt.
• 11–12 Jahre: Lass sie ihr eigenes Labyrinth auf Karopapier entwerfen (1 Kästchen = 6 mm), mit Sackgassen, und es bauen. Challenge: die Beschleunigung mit a = 5/7·g·sin θ berechnen und sie durch Zeitmessung in einem geraden Gang überprüfen.

In der Gruppe oder in der Klasse

Zu zweit, eine Schale pro Paar (Karton 25 × 25 cm, 4 Streifen, 1 Murmel, 1,5 m Klebeband). Vorher: Schalen und Streifen zuschneiden und bei der Hälfte der Schalen die Löcher schon ausschneiden (die anderen Paare entscheiden, wo sie hinkommen, und die Lehrkraft schneidet sie aus). Einheit von 50 min: 5 min Vorführung, 30 min Bauen, 15 min „Turnier“, bei dem man von Tisch zu Tisch wechselt und die Labyrinthe der anderen spielt. Halte eine Dose für die Murmeln bereit und zähle sie am Ende.

Challenges

• Entwirf ein Labyrinth mit einer Sackgasse und zwei möglichen Wegen ins ZIEL.
• Sorge dafür, dass die Murmel eine 20 mm breite „Brücke“ zwischen zwei Fallenlöchern überqueren muss.
• Baue ein Labyrinth für zwei Murmeln gleichzeitig: Beide müssen ihr ZIEL erreichen.
• Füge ein zweites Stockwerk mit einer Rampe und einem Loch hinzu, durch das die Murmel ins erste Stockwerk fällt.
• Erfinde eine Geschichte (eine Maus, die den Käse sucht, ein Raumschiff, das schwarzen Löchern ausweicht) und gestalte das Labyrinth danach.

Weitere kostenlose Projekte

• Knautschball aus Luftballons
• Schneekugel im Glas
• Streifen mit nur einer Seite
• Springender Papierfrosch
• Recyclingpapier-Werkstatt
• Tischkicker aus einem Karton
• Tisch-Flipper
• Greifautomat wie auf der Kirmes

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