Jugend Forscht 2017

Sieben erste Plätze, sechs zweite Plätze, zwölf dritte Plätze und viele Sonderpreise ergaben sich beim Regionalwettbewerbs Jugend forscht 2017

Arbeitswelt

Muffin-Challenge: Welches Fett gewinnt beim großen Backen?
Ilayda Ülker, Nebecca Niklaus
OStR Katharina Steiner
Wenn man backt, stellt man sich immer die gleiche Frage: Butter, Öl oder doch Margarine? Welches Fett schmeckt im Teig am besten? Welcher sieht am besten aus? Und lassen sie sich gut aus dem Förmchen lösen? Das wollten Ilayda Ülker, 11 und Rebecca Niklaus, 11 vom Otto-Hahn-Gymnasium herausfinden. Mit verschiedenen Fetten gingen die "Bäckerinnen" ans Werk.
Simulation des Anlaufverhaltens einer Biogasanlage
Gressing Joseph (18), Müller Benjamin (18), Klaas Andreas (17)
Prof. Dr. Uwe Klein
Über das Fernsehen wurde den Jungforschern aus der Gewerblichen und Hauswirtschaftlichen Schule Horb bekannt, dass Biogasanlagen explodieren können. Dies geschieht besonders in der Anfangsphase der Fermentierung. Sie haben sich gefragt, wie man dieses Anlaufverhalten untersuchen kann. Dazu haben sich Joseph, Benjamin und Andreas für die Untersuchung zwei Parameter ausgesucht
1. Die Messung des Sauerstoffgehalts und
2. Die Messung der Temperatur innerhalb des Fermenters .
Mithilfe von zwei gleichen Schnellkochtöpfen, Jungs wir für unsere Messungen entsprechend umgebaut haben, konnten sie diese Experimente mit Mischungen aus Silage und Kuhdung durchführen.
Motorisierter Schrank
Maximilian Gutekunst (13), Luis Teufel (13)
Heinz Weippert
Maximilian und Luis haben basierend auf einem alten Projekt den „Schrank mit Hebemechanismus“, den die Tüftler für den Haushaltsgebrauch gebaut haben und den man noch mit einem Seilzug von Hand hoch und herunter lassen musste, mit einem 12 V Scheibenwischermotor und einem Getriebe ausgestattet.
Er ermöglicht den Schülern des Otto-Hahn-Gymnasiums mit wenig Anstrengung einen Behälter um 60 cm nach unten zu befördern, um ihn zu be- und entladen.

Biologie

Wie "natürlich" ist die renaturierte Nagold in Pforzheim am Standort Scheuerwiese?
Pauline-Marie Kienzle (14), Kepler-Gymnasium Pforzheim
StR Christian Wolf, OStR´ Nicole Geisbauer
Die Idee für das Projekt bekam die 14jährige Pauline-Marie als sie mit der Kepler forscht-AG an einem renaturierten Nagoldabschnitt in Pforzheim forschte. Es wurden Pflanzen und Wassertiere unter dem Mikroskop untersucht. Dabei stellte sich Pauline-Marie die Frage: Wie natürlich ist die renaturierte Nagold in Pforzheim am Standort Scheuerwiese? Und wie könnte man das messen? Diese Forschungsfragen wollte die Jungforscherin beantworten, indem sie die biologische Gewässergüte (GK) an dem renaturierten Standort (Scheuerwiese) mit einem nicht renaturierten Standort an der Nagoldhalle verglich (mit Zustimmung des Amtes für Umweltschutz der Stadt Pforzheim und des Pächters Pforzheimer Fischerklub 1875 e. V.). Hierfür hatte Pauline-Marie an den Standorten die Lebewesen aus der Nagold bestimmt, ihnen Saprobienwerte zugeordnet und anschließend den Indexwert berechnet. Die Messungen erfolgten monatlich zwischen Februar und Juni 2016. Der gemessene Saprobienindex lag an beiden Standorten im Messzeitraum zwischen 1,5 und 2,0. Im Durchschnitt hatte die Scheuerwiese einen Saprobienindex von 1,720 und die Nagoldhalle einen Wert von 1,723. Demnach sind beide Standorte im Durchschnitt nach der biologischen Gewässergüteklasse „gering belastet“ (Gewässergüteklasse I-II). Davon leitete die Jungforscherin in Bezug auf ihre Fragestellung ab, dass die Nagold an der Scheuerwiese nicht natürlich ist, da die Renaturierung noch nicht ausgereift ist. Im Gegensatz dazu ist der Standort Nagoldhalle ebenfalls naturnah. Dies ist die Folge eines hohen Sauerstoffgehalts, der durch das Stauwehr Dillweißenstein bedingt ist.
Wird die Keimung von Samen durch Laubblätter beeinflusst?
Luise Gneiting (10), Yanar Grüner (10)
Gerhard Bösch
Es ist bekannt, dass sich verschiedenen Pflanzensamen gegenseitig beim Keimen beeinflussen. z.B. Senfsamen und Spinatsamen. Luise und Yanar wollen untersuchen, ob auch Laubblätter die Keimung beeinflussen. Dazu haben die Jungforscher aus dem Otto-Hahn-Gymnasium Samen in Petrischalen ausgesäht und mit zerriebenen Blättern von verschiedenen Bäumen versetzt. Die Keimung und Entwicklung der Samen wurden beobachtet und mit der normalen Keimung verglichen.
Der EGFR-Signalweg in (Krebs-) Zellen
Carolin Köbele (17)
Alina Renz
Dieses Projekt basiert auf einem früheren. Dieses Projekt hatte als Zielsetzung, die Rolle der Signalwege in Krebszellen zu untersuchen.
Mit diesem Projekt geht die Forschung von Carolin noch einen Schritt weiter,da sie nun mit einem größeren und detaillierteren Modell arbeitete. Mit diesem Projekt möchte die Jungforscherin aus dem Otto-Hahn-Gymnasium einen noch besseren Einblick in die Rolle der Signalwege gewinnen, bereits erzielte Ergebnisse bestätigen und weitere Eindrücke gewinnen.
Weihnachtsduft liegt in der Luft - Wie kann man die Haltbarkeit einer Duftorange verlängern?
Ria Stahl (12), Alicia Bihler (12
OStR Katharina Steiner
Zu Weihnachten verschenken die Tüftlerinnen gerne hübsch mit Nelken verzierte Duftorangen an die Großeltern. Leider schimmeln diese schönen Geschenke sehr schnell und müssen dann weggeworfen werden. Deshalb interessiert es die Schülerinnen des Otto-Hahn-Gymnasiums, ob es möglich ist, die Haltbarkeit einer Duftorange zu verlängern.
Im ersten Versuch untersuchen Ria und Alicai ob die Anzahl der Nelken einen Einfluss auf die Haltbarkeit hat. Im zweiten Versuch wollten die Jungforscherinnen herausfinden, ob eine zusätzliche Oberflächenbehandlung, z.B. mit Öl, sich positiv auf die Haltbarkeit auswirkt. Hierbei wurde zusätzlich zwischen konventionellen und Bio- Orangen unterschieden.
Untersuchung der Kinetik der alkalischen Phosphatase
Jasha Grüner (14)
Alina Renz, Prof. Dr. Uwe Klein
Die alkalische Phosphatase ist ein Enzym im menschlichen Organismus.
Mithilfe ihrer Konzentration im Blut lassen sich bestimmte Krankheiten, vor allem der Leber, der Knochen und der Gallenwege diagnostizieren.Die alkalische Phosphatase aktiviert oder deaktiviert bestimmte andere Enzyme im menschlichen Körper. Der Jungforscher aus dem Otto-Hahn-Gymnasium untersuchte den zeitlichen Verlauf (Kinetik) der Reaktion der alkalischen Phosphatase und ihre Inhibition.
Wie reagiert Kresse auf Salzwasser ?
David Lutz (12), Jonas Hollung (12)
Bianca Seidt
Als die Schüler aus der Friedrich-Boysen-Realschule gesehen haben, was Streusalz an großen Pflanzen für Schäden anrichtet, wollen die Jungforscher herausfinden, wie es sich auf kleine Pflanzen (Kresse) auswirkt. Das haben David und Jonas mit verschiedenen Salzlösungen ausprobiert Dafür wurden Kresse, Erde, Blumentöpfe, 1 Messbecher und Salzlösung benötigt. Drei Tage lang gossen wir jeden Topf mit Wasser. Dann wurde jeden Tag 20 ml Salzlösung in die Töpfe gegossen.
Wie reagiert Kresse auf verschiedene Stoffe?
Raphael Rothfuß (12), Josia Holzäpfel (11)
Bianca Seidt
Die Jungforscher aus der Friedrich-Boysen-Realschule wollen wissen, ob es Pflanzen schädigt oder hilft, wenn man sie mit verschiedenen Stoffen außer Wasser gießt. Und herausfinden, ob es die Umwelt schädigt, wenn diese Stoffe in die Umwelt geraten.In diesem Versuch werden Kressesamen mit unterschiedlichen Stoffen gegoßen. Wir wohl die Pflanzen auf die Stoffe reagieren?
Alles Zucker oder was?! Messunterschiede zwischen einer Blutzuckermessung und einer Glukosemessung in Gewebsflüssigkeit
Jonas Rauser (13), Jannis-Elias Kliilinger (12), Simon Helber (13)
Marcel Quintus
Die Krankheit Diabetes ist ein Weltbekanntes Problem. Man muss immer Messen und je nach Blutzucker Insulin spritzen. Heutzutage gibt es auch schon Messgeräte wie zum Beispiel den Libre, der am Arm angebracht wird und immer wieder "Blutzuckerwerte" misst. Diese Werte entnimmt das Gerät aber nicht dem Blut sondern der Gewebsflüssigkeit unter der Haut. So kommt es zu Messungenauigkeiten. Den Ärzten nach sollen diese Messunterschiede ganze 2 Stunden betragen. Das liegt daran, dass der Glukosewert(Zuckerwert) in der Gewebsflüssigkeit an die des Blutes anpassen muss, welches seine Zeit braucht. Das Ziel der Jungforscher aus dem Otto-Hahn-Gymnasium ist es Herauszufinden wie lange genau die Messwerte auseinander liegen und möglicherweise eine Otimierung des Geräts zu erreichen.

Chemie

Koffeingehalt in Energydrinks
Yannis Volz, 13, Tim Krauß, 14, Johannes Breitling, 14
StR Markus Schrade
Yannis Volz, 13; Tim Krauß, 14; und Johannes Breitling, 14 trinken gerne Energydrinks. Sie wollten prüfen, ob der angegebene Koffeingehalt tatsächlich auch enthalten ist. So haben sich die Jungforscher auf die Suche nach einer geeigneten Nachweismöglichkeit gemacht. Nach einer Recherche sind die Schüler auf ein photometrisches Verfahren gekommen, da das Christophorus Gymnasium in Altensteig ein Photometer besitzt. Leider hat es sich heraus gestellt, dass das Photometer defekt ist. Deshalb haben sich die Tüftler dazu entschlossen ein eigenes Photometer zu bauen. Mit einem Spektrometer haben sie ihre Messwerte zu überprüft.
Wie viel elektrische Energie ist in unserem Obst enthalten?
Luis Lamparth (11), Steffen Lang (11)
Bianca Seidt
Die Jungforscher wollen herausfinden, ob und wie viel elektische Energie in Orange und Apfel enthalten ist.
Sie interessiert, ob man aus Pflanzen grüne, elektrische Energie gewinnen kann.
Dafür haben die Schüler der Friedrich-Boysen-Realschule ein Spannungsmessgerät mit dem Obst verbunden. Als Früchte wurden Orangen und Äpfel verwebdet und verglichen außerdem verschiedene Mengen von Obst.
Kinetische Untersuchung der Versesterung und Verseifung
Wili Holm (17)
Prof. Dr. Uwe Klein
In der Schule wird das Massenwirkungsgesetz anhand der Veresterung besprochen:

Reaktion: Alkohol + Säure ? Ester + Wasser
Massenwirkungsgesetz: K = ([Ester][Wasser])/([Alkohol][Säure])

Da sich die Konzentrationen im Massenwirkungsgesetz nur auf „unendliche“ lange Zeit beziehen, kann nicht berechnet werden, wie schnell die Veresterung abläuft. Das Ziel von Wili Holm aus dem Otto-Hahn-Gymnasium ist es, mit Hilfe der Absorptionsspektroskopie die zeitliche Veränderung der Konzentrationen zu bestimmen und so Aussagen über die Reaktionsgeschwindigkeit machen zu können.

Mathematik/Informatik

Sortierung von CNC-Bohrkoordinaten mit einem optimierten Ameisenalgorithmus
Stefan Wahl (17)
Marcel Quintus
Moderne Bearbeitungszentren sind heute aus der Fertigung nicht mehr wegzudenken.Sie übernehmen das maschinelle Fräsen von 2D- und 3D-Geometrien sowie das Verbohren von Werkstücken oder Werkzeugplatten.
Dabei müssen zum Teil mehrere hunderte Bohrungen hindereinander erstellt werden. Die Reihenfolge der Bohrlöcher in den Fräsprogramme hierzu werden dabei von 3D-Zeichnungsprogrammen (CAD) oder Platinenentwurfprogrammen (EAD) willkürlich gelegt. Dadurch nimmt die Bearbeitungsdauer durch sehr lange Verfahrwege zwischen den unsortierten Bohrungen zu und die Kosten steigen.

In diesem Projekt will Stefan Wahl aus dem Otto-Hahn-Gymnasium diese Bohrlöcher mit einem Ameisenalgorithmus sortieren und diesen so optimieren dass auch die Sortierung von einer größeren Anzahl an Bohrungen nicht zu lange dauert.
Mathematik leicht gemacht
Luis Röhm (14)
Thorsten Hafner
In diesem Projekt versucht Luis Röhm aus dem Otto-Hahn-Gymnasium mit Hilfe eines selbst erstellten Programms verschiedene Funktionen (Trigonometrische Funktionen, Polynomfunktionen, Exponentialfunktionen)
grafisch darzustellen.Der Benutzer hat die Möglichkeit die Parameter der Funktion zu verändern und in Echtzeit die Veränderung der Funktionen zu beobachten.Das Programm soll zum besseren Verständnis der Funktionen - sowie der Bedeutung ihrer einzelnen Parameter - dienen. Außerdem soll dem Benutzer die Darstellung einiger wichtiger Funktionen als Potenzreihe vermittelt werden. Zum Schreiben des Programms wurde Wolfram Mathematica verwendet.
Safe City: Die App für Blinde
Benedikt Schaber, 14, Benedikt Becht, 13
Kosanke Janine
Die Jungforscher aus dem Kepler-Gymnasium planen eine App für Android zu programmieren, die Blinden und Sehbehinderten helfen soll sich in fremden Städten zu Orientieren. Die Tüftler wollten zuerst mit der Stuttgarter Altstadt anfangen. Die App soll nicht wie eine Navigations-App funktionieren, die einem einen direkten Weg weist sonder soll einen ungefähren Überblick wie eine Karte über die Stadt liefern. Die wichtige Informationen über die Stadt vermittelt. So sollen zB. Sehenswürdigkeiten, Straßen, Bahnhöfe, Parks und Ampeln auf der App eingezeichnet sein.

Physik

Grundfisch Groppe - Körperforum als Anpassung?
Felix Paulus (14), Kepler-Gymnasium Pforzheim
OStR´ Nicole Geisbauer, Prof. Dr. Uwe Klein
Mit der Kepler forscht-AG in Pforzheim hat der 14jährige Felx in der Nagold eine kleine Groppe gefangen. Ihr Körper war eigenartig geformt – das hat Felix interessiert. Er wollte die Lebensweise verstehen und herausfinden, ob die Körperform etwas mit ihrem Lebensraum am Grund schnell fließender Gewässer zu tun hat. Der Jungforscher stellte sich die Fragen:
Wieso braucht die Groppe einen keulenförmigen Körper mit einem breiten, flachen Kopf und großen Brustflossen? Welche Flossenstellung ist in diesem Zusammenhang die beste? Da die Groppe ein geschützter Fisch ist, baute der Tüftler Holzmodelle, um die Körpereigenschaften in einem Strömungskanal zu erforschen. Hier wollte Felix mit Hilfe eines Kraftmessers messen, welche Kraft durch die Strömung auf das Modell im Vergleich zu anderen Körperformen ausgeübt wird. Im Jugendforschungszentrum in Nagold bekam Felix die Gelegenheit, an einem größeren Kanal zu forschen. Das ermöglichte Felix, die Kräfte auf die verschiedenen Körperformen bei verschiedenen Strömungsgeschwindigkeiten und Flossenstellungen zu messen und zu vergleichen. Das Ergebnis seiner Experimente sind folgende: Die Groppe braucht einen keulenförmigen Körper, weil sie am Grund von strömungsreichen Gewässern lebt und die Strömung durch die Körperform die geringste Kraft auf den Körper ausüben kann. Außerdem ist sie mit ihren kräftigen, fächerförmigen Brustflossen in der Lage, sich durch den Flossenanstellwinkel an die Strömungsverhältnisse anzupassen. Die perfekte Flossenstellung, die am wenigstens Strömungswiderstand erzeugt, ist eine Flossenstellung von 10 Grad, die vorne nach unten gerichtet ist. Zusätzlich kann sie in Kombination mit ihrem flachen Unterkörper bei einer starken Strömung und einer Erhöhung des Anstellwinkels erreichen, dass sie durch die Strömung auf den Boden gedrückt wird. Ohne diese Anpassungen würde sie sonst von der Strömung abgetrieben werden und wäre somit nicht überlebensfähig.
„Taub oder was? Schadet die Probe den jungen Musikern“
Carolin Maywurm (13), Lasse Bredtmann (13)
Kosanke Janine
In diesem Projekt wollten Carolin und Lasse aus dem Kepler-Gymnasium herausfinden, ob das Gehör eines Menschens beinträchtigt werden kann, wenn eine Person über lange Zeit großem Lärm ausgesetzt wurde.
Außerdem untersuchten die Jungforscher noch ob sich das Gehör erholt und wie lange es braucht, um sich zu erholen.
Es wurden verschiedene Hörmessungen durchgeführt., zum Beispiel bei einem Schulfußballturnier und bei Blasorchesterproben. In diesem Orchester sind die Instrumente Querflöte, Klarinette, Saxofon, Horn, Trompete, Tuba, Posaune und Schlagzeug vorhanden. Es wurde untersucht, ob die Sitzposition in der Probe etwas am Hörvermögen oder der Erholungszeit nach der Probe ausmacht. Verschiedene Versuche an verschiedenen Kindern wurden durchgeführt und geschaut ob zum Beispiel wenn eine Querflötistin lange in der Probe sitzt und rechts von ihr laute Instrumente sitzen und links von ihr leise, ob dann das rechte Ohr schlechter als das linke Ohr ist.
Untersuchung des Magnus-Effekts
Mats Raaf (13)
Marcel Quintus, Prof. Dr. Uwe Klein
In diesem Projekt geht es um den Magnus-Effekt. Dieser besagt, dass ein Zylinder (der Flettner-Rotor) in einer Strömung eine Kraft erfährt. Zur Untersuchung hat Mats Raaf aus dem Paul-Klee-Gymnasium einen Flettner-Rotor aus einem Abflussrohr gebaut und mit einem speziell angefertigtem Gestell mit Waage zur Messung der Magnus-Kraft in einen Windkanal gestellt. Besonders will der Tüftler diese Kraft als Funktion der Strömungsgeschwindigkeit sowie der Rotationsgeschwindigkeit und des Durchmessers des Flettner-Rotors messen. Zur Bestimmung der Drehzahl des Rotors habe Mats eine Steuerung per Microcontroller (Arduino) programiert.



Auf der Basis meiner Messergebnisse möchte ich dann in einem nächsten Projekt ein

Modellflugzeug bauen.
Wenn heißes Wasser schneller gefriert als kaltes - Analyse des Mpemba-Effekts mithilfe einer Infrarotkamera
Bill Hu (17)
Wolfgang Köbele
Schon Aristoteles, Francis Bacon und René Descartes berichteten von dem paradoxen Phänomen, dass unter bestimmten Bedingungen heißes Wasser schneller gefriert als Kaltes. Der Mpemba-Effekt, benannt nach seinem Wiederentdecker Erasto Mpemba, ist bis heute noch nicht vollständig wissenschaftlich geklärt. Im Gegensatz zu bisherigen wissenschaftlichen Untersuchungen mithilfe eines normalen Temperatursensors, wird hier eine Infrarotkamera verwendet, die mehr Information liefert, da die Kamera alle Temperaturschichten im Wasser erfasst. Bill Hu aus dem Otto-Hahn-Gymnasium strebt an, die vollständige wissenschaftliche Erklärung zu liefern, indem verschiedene Theorien überprüft werden und alle relevanten Parameter zum Hervorrufen des Effekts extrahiert werden. Die Parameter werden dann quantifiziert, sodass der Effekt einheitlich reproduziert werden kann.
Elektromagnetischer Metallbeschleuniger
Kristoffer Kilisch (14), Andreas Pfeffer (13)
Dr. Christian Fuchs
Die Jungforscher aus dem Martin-Gerbert-Gymnaisum wollten untersuchen, wie gut sich Metallkörper mit Hilfe von Elektromagnetes beschleunigen lassen. Dazu wurde folgende Konstruktion entwickelt:
Die Konstruktion beschleunigt mit insgesamt 4 Experimentier-spulen einen magnetisierbaren Metallkörper, zum Beispiel einen Metallzylinder, durch ein Rohr. Diese Spulen sind hintereinander gereiht und werden mit zehn Volt Gleichspannung betrieben. Sie werden durch eine selbstgebaute Lichtschranke, die aus einem Laserpointer und einem Photowiderstand besteht, nacheinander ausgeschaltet, sobald der Metallkörper die Spule passiert hat. Das ist nötig damit der Metallkörper nicht von den Spulen wieder angezogen wird. Dies wird von einer Siemens Logo Steuerung geleitet.
Kugelwerfer mit Steuerung auf einem selbstgebautenFahrzeug von Mindstorms
Julian Dominik Bonfert,15
Prof. Dr. Uwe Klein
Der 15jährige Julian vom Christophorus Gymnasium, Altensteig baut einen Roboter, der mit vier Motoren gesteuert wird. Zwei Motoren steuern eine Kettenlenkung. Ein Servomotor betreibt das Wurfstück womit Kugeln abgeworfen werden, ein weiterer Servomotor stellt den Abwurfwinkel ein. Alles wird mit einer IR Fernbedienung gelenkt. Ein IR Sensor empfängt die Daten der Fernbedienung und übergibt diese an den EV3 Computerstein der alle Motoren ansteuert. Zuerst wurde mit dem Wurfstück überprüft wie weit die Kugel bei einem bestimmten Abwurfwinkel fliegt. Danach wurde mithilfe von Formeln die Flugbahn des Balls berechnet.
Analog vs. Digital Verstärker: Klang- und Effizienzanalyse
Tim Braun (17)
Theo Maulbetsch
Tim Braun aus der Gewerblichen Schule will einen Klasse A Verstärker und einen Klasse D Verstärker bauen und zu vergleichen. Dafür wurde Ein Klasse A und ein Klasse D Verstärker aufgebaut und in Hinsicht auf Klang und Stromverbrauch gegenübergestellt.
Die Auswirkung einer Nanobeschichtung auf Druck- und Strömungsverhältnisse
Lisa Weiß (16), Paul Hampp (17)
Theo Maulbetsch
Im ersten Teil des Projektes beschäftigten sich die Jungforscher aus dem Otto-Hahn-Gymnasium mit der Entwicklung eines optischen Verfahrens zur Bestimmung von Strömungs- und Druckverhältnissen in unserem selbst entwickelten Windkanal. Dieses basierte zum einen auf dem Tracking von Styropor-Kugeln mit der Highspeed Kamera und zum anderen auf der Bestimmung der Partikeldichte auf diesen Aufnahmen an verschiedenen Stellen des Aufbaus.
Somit wurde es möglich Strömungsgeschwindigkeiten und Drücke zu visualisieren. Im zweiten Teil des Projekts bestimmen Lisa und Paul die Strömungsverhältnisse in einem Rohr mit Nanobeschichtung. Dabei wurde die Theorie untersucht, ob es aufgrund der Beschichtung einen größeren Strömungsdurchlass gibt.
Magnetischer Fahrstuhl
Matthias Klaas (17), Raphael Bühner (18), Dominik Maier (17)
Lars-Eric Buchholz, StR Lars Erik Buchholz
Fahrstühle, die mit Drahtseilen betrieben sind, sind in ihrer Höhe begrenzt, da mit steigender Höhe die Masse des Seiles zunimmt und das Seil irgendwann aufgrund des Eigengewichtes reißt. Der erste Fahrstuhl wurde 1853 gebaut und hatte den Zweck längere Strecken bequem zu überwinden. Der Bau von immer höheren Gebäuden und die wachsende Weltbevölkerungszahl bei gleichgebliebenem Platz in Städten, motiviert ebenfalls zum Bau von Fahrstühlen, die eine enorme Höhe zurücklegen können.
Aus den eben genannten Gründen wird schnell klar, dass das bisherige Fahrstuhlkonzept nicht zukunftsweisend ist. Man benötigt ein neues Konzept, wie zum Beispiel ein seilfreier Fahrstuhl. In dieser Arbeit wollen die Jungforscher aus der Gewerblichen Schule in Horb ein seilfreies Fahrstuhl- Konzept entwickeln, welches auf den abstoßenden magnetischen Kräften von Aluminium als paramagnetisches Material in einem inhomogenen Magnetfeld basiert.
Translatorische Beschleunigungsmessung mittels Interferometrie
Niclas Wiebe (17)
Lars-Eric Buchholz
Immer präzisere Bewegungsabläufe in technischen Anwendungen erfordern den Bau von immer empfindlicheren Bewegungssensoren. Um translatorische Beschleunigungen möglichst exakt zu messen, kann man das sensible System eines Interferometers nutzen. Ein Interferometer ist eine optische Anordnung, bei der monochromatische Lichtstrahlen zur Überlagerung gebracht werden. Als Lichtquelle eignen sich Laser besonders gut aufgrund ihrer großen Koherenzlängen, als Basis für ein räumlich und zeitlich stabiles Inteferenzmuster.Niclas Wiebe aus der Gewerblichen Schule ein nicht-stationäres Michelson-Interferometer untersucht um mobil translatorische Beschleunigungen zu messen aufgrund des relativistischen Dopplereffekts. Das gesamte Messprinzip ist dabei in Einklang mit der Relativitätstheorie, da die Messung in einem Nicht-Inertialsystem stattfindet. Unter Angabe einer Nebenbedingung (Anfangsgeschwindigkeit) liefert das Sytem möglicherweise einen zeitlichen Geschwindigkeitsverlauf.
Wie windschnittig ist dein Auto – ein Test im Windkanal
Philipp Niess (11), David Caupin (11), Ludger Dietle (12)
Philipp Rist
Die Ölvorräte werden knapp, das Benzin wird immer teurer. Wie kommen wir damit zurecht? Deshalb stellen sich die Jungforscher aus dem Otto-Hahn-Gymnasium die Frage,wie man mit der gleichen Menge Benzin möglichst weit kommt.
Spielt die Windschnittigkeit dabei eine Rolle?
In diesem Versuch wurden verschiedene Modellautos mit unterschiedlichen Formen in einem selbst gebautem Windkanal verglichen. Das Ziel des Versuches ist es eine Autoform zu finden, die einen möglichst geringen Luftwiderstand hat. Dabei entwickelten wir eigene Messverfahren um dies heraus zu finden.

Technik

Entwicklung eines Handgeräts zur Messung der Düngemittelkonzentration
Nils Raaf
Wolfgang Köbele
Wie lässt sich eine Düngemittelkonzentration einfach, genau und günstig messen? Diese Frage wurde bereits im Wettbewerb 2015 untersucht und ein Verfahren zur Bestimmung entworfen. Die Funktion des Verfahrens wurde mit Laborgeräten nachgewiesen.
Um das Verfahren auch zu Hause nutzen zu können, wird in diesem Projekt vib Nils Raaf, 17, vom Paul-Klee Gymnasium Rottenburg ein handliches System entwickelt, welches mit einem Mikrocontroller die Messung durchführt und eine mögliche Überdüngung in Ampelform darstellt.
Rapid Prototyping beim Tiefziehen
Samuel Metzler, 12
Marcel Quintus
Mit einem Tiefziehtisch lassen sich sehr schnell viele Formen herstellen. Das funktioniert, indem man ein Platte aufheizt, die dann plastisch verformbar wird. Danach legt man die erhitzte Platte auf eine Form, die sich dann mit Unterdruck die Platte schmiegt. So kann man sehr schnell sehr viele identische Bauteile herstellen. Das Problem ist dass man für jedes Bauteil eine Form benötigt. Deshalb braucht man eine Tiefziehplattform die sich variabel an die Bedürfnisse anpasst. Der 12jährige Samuel Metzler hat einen Tisch gebaut, mit dem der Tüftler schnell und variabel Einzelteile tiefziehen kann, also Rapid Prototyping beim Tiefziehen.
Fußgesteuerter Schrank
Marlon Dost, 14 - Martin Braunhuber, 14
Verena Schmitt
Oft besteht das Problem, dass man vor einem Schrank steht und keine Hand frei hat, um ihn zu öffnen. Dieses Problem wollen die Tüftler mit dem „Fußgesteuerten Schrank“ beheben.
Es ist ein Schrank, der sich automatisch öffnen lässt, indem man einen Schalter mit dem Fuß betätigt. Wenn man den Schalter noch einmal betätigt, schließt der Schrank sich wieder. Die gesamte Steuerung funktioniert mit Relais und Endschaltern an der Tür. Das Ziel von Marlon Dost, 14 und Martin Braunhuber, 14 aus der Christiane Herzog Realschule ist es den Alltag zu erleichtern.
Biomechanik einer schwimmenden Ente
Leon Unnasch, 15, Silvan Lipinski, 14
StR Markus Schrade
Leon Unnasch, 15 und Silfan Lipinksi, 14 aus dem Christophorus Gymnasium beschäftigten sich mit der Fortbewegung einer Stockente im Wasser. Dies bauten die Tüftler mit Hilfe eines Roboters nach. Das Projekt beruht auf Videoaufnahmen und Skeletten. Zuerst bauten die Jungforscher ein mechanisches Modell, welches nicht zu 100% der Realität entspricht. Dieses Modell benutzen Silvan und Leon als Prototyp, um davon ausgehend die "Mechanische-Ente" zu konstruieren.

Unser Ziel des Projektes ist es, die Natur mehr und besser zu verstehen und nachbilden zu können, da sich die momentane Wissenschaft ebenfalls mit den Bau biomechanischer Roboter beschäftigt.
Schichtdickenmessung mit einem CD-Laufwerk
Stefan Wahl (17)
Thomas Rometsch
Um die Lackdicke von frischem Lack zu bestimmen, ist es erforderlich, diese Messung berührungslos durchzuführen.
Die dazu verwendeten Messgeräte sind allerdings sehr teuer. Die Idee dieses Projektes ist es, dafür relativ günstige Bauteile aus einem CD-Laufwerk zu verwenden. Um eine CD auslesen zu können, muss der Lesekopf des CD-Laufwerks trotz Vibrationen und Unebenheiten der CD stetig den gleichen Abstand zu ihrer Oberfläche haben. Um diese Probleme auszugleichen, kann die Höhe des Lesekopfes über der CD um sehr kleine Strecken variiert werden. Diese genaue Erfassung von kleinen Strecken möchte Stefan Wahl vom Otto-Hahn-Gymnasium nutzen um die Differenz zwischen Oberflächen von Objekten und damit deren Dicke zu bestimmen. Zunächst soll dieses Verfahren mit dünnen und transparenten Folien getestet werden, um es später auf transparente Lackschichten anwenden zu können.
Regelung und Kühlung extrudierter Kunststoffteile
Jonas Renz, 17; David Kaiser, 16
Stefan Zistler, Wolfgang Köbele
In diesem Projekt geht es darum den Vorgang der Abkühlung extrudierter Kunststoffteile mit Hilfe einer Regelung zu verbessern. Den Projektaufbau und eine erste Regelung haben die Jungforscher Jonas Renz und David Kaiser vom Otto-Hahn-Gymnasium Nagold im letzten Jahr beim Wettbewerb vorgestellt. Nun wollen die Tüftler zum Einen die genaue Energieeinsparung unserer Regelung am Modell bestimmen und zum Anderen die vorhandene Regelung verbessern und die beiden Regelungen anschließend miteinander vergleichen um festzustellen, wie viel effizienter die neue Regelung ist. Darüber hinaus möchten Jonas und David die Auswirkung einer Isolation des Extrudier-Beckens untersuchen. Mit mehreren Versuchen wollen sie dann feststellen mit welchem Vorgang die höchste Energieeinsparung möglich ist.

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