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Jugend forscht 2021 - zum ersten Mal virtuell!

Unter dem Motto "Lass Zukunft da." startet Jugend forscht in die neue Runde. Der Regionalwettbewerb fand am 25. und 26. Februar 2021 virtuell statt, und wurde mittels der Video-Plattform Alfaview durchgeführt. Am 26.2.2021 von 11.00 bis 14:00 Uhr war Gelegenheit, die Arbeiten der Wettbewerbsteilnehmer/innen virtuell zu beschauen und mit den Jungforscher/innen ins Gespräch zu kommen, über die Seite: https://www.nagold.de/Jugend-forscht. Mit 24 Projekten sind die Jungforscherinnen und Jungforscher des JFZ sehr stark am Wettbewerb vertreten. Am 26. Februar um 18.00 Uhr wurde die Feierstunde und Preisverleihung als Livestream aus dem Nagolder Teufelwerk gesendet. Besuchen Sie dazu die Seite: https://www.nagold.de/Jugend-forscht.

Arbeitswelt

Gut maskiert?! Wir suchen die perfekte Mund-Nasen-Bedeckung
Emily Sindlinger, 12 Jahre, Otto-Hahn-Gymnasium Nagold; Ronja Steiner, 11 Jahre Schickardt-Gymnasium Herrenberg
Anna Ensslen, OStR Katharina Steiner
"Wir müssen gerade in der Schule die ganze Zeit Masken tragen. Deshalb haben wir uns intensiv mit dem Thema beschäftigt und versucht, wichtige Fragen zu klären. Wie bewahrt man Masken am besten auf? Aus welchem Material sollten wiederverwendbare Masken sein? Sollten sie ein- oder mehrlagig sein? Wie gut versteht man Leute mit unterschiedlichen Masken? Wie wichtig ist die Passform der Maske?
Um Antworten auf unsere Fragen zu bekommen, haben wir mit E. coli- Bakterien gearbeitet, Kunstnebel verwendet und Gipsabdrücke von unterschiedlich großen Gesichtern erstellt, um die Passform zu testen. Mit einem LEGO-Roboter und einem mBot haben wir untersucht, wie gut Schall durch verschiedene Masken geht.
Unser Tipp: Eine Stoffmaske aus French Terry außen und antimikrobiellen Stoff auf der Innenseite kann Tröpfchen gut zurückhalten und macht die Sprache nicht zu leise. Außerdem kann man sie so nähen, dass sie gut zum Gesicht passt. Zwischen dem Tragen sollte man sie waschen oder trocknen lassen."
Automatische Objekterkennung für eine Sortieranlage
Luis Teufel, 17 Jahre, Otto-Hahn-Gymnasium Nagold
Marcel Quintus, Marcel Quintus
Viele Menschen in Fabriken mit dem ein oder aussortieren von Teilen beschäftigt sind, stellte ich mir die Frage, ob man diese nicht durch einen Roboter ersetzen kann. Mithilfe der in meinem vorherigen Projekt gebauten Roboterversuchsanlage, möchte ich in diesem Projekt mithilfe einer Kamera Objekte erkennen, sodass diese dann vom Roboter sortiert werden können. Das Programm soll später auf einem Raspberry Pi laufen, sodass dieser mit der restlichen Anlage kommunizieren kann. Mit der Hilfe mehrerer aufeinander aufbauenden Erkennungsschritten sollen Bauteile mit einer Kamera identifiziert werden, was Ziel dieses Projektes ist.
Sind umweltfreundliche Lebensmittelverpackungen eine Alternative zu Einwegverpackungen?
Marie Reichl, 11 Jahre, Merle Röttgen, 11 Jahre beide Schülerinnen des Otto-Hahn-Gymnasiums
Katharina Steiner Linde Güdemann
"Um unsere Projektfrage beantworten zu können, wurden in unserem Projekt sechs verschiedene Lebensmittel (Toast, Keks, Ei, Gurke, Frischfleisch und Banane) jeweils in vier Lebensmittelverpackungen getestet. Hier verwendeten wir Frischhaltefolie und Butterbrotpapier (Einwegverpackung) im Vergleich zu Bienenwachstuch und Glasschale (umweltfreundliche Verpackungen).
In einem Zeitraum von sieben Tagen notierten wir täglich die Veränderungen, die wir an den Verpackungen und den Lebensmitteln sehen konnten.
Anhand der Ergebnisse können wir sagen, dass die Frischhaltefolie am besten für die Aufbewahrung der von uns getesteten Lebensmittel geeignet ist. Der Unterschied zu den umweltfreundlichen Verpackungen ist aber in den meisten Fällen so gering, dass diese dennoch eine sehr gute Alternative zu Einwegverpackungen sind.
"
Optimierung von Produktionsprozessen mittels Roboter und Visionsystem.
Christian Schaffner, 17 Jahre, Luca Schoch 18 Jahre; Teresa Weber 17 Jahre, Gewerbliche und Hauswirtschaftliche Schule Horb
Harald Swoboda
Durch den Einsatz von Industrierobotern können einfache Montagetätigkeiten mit hohen Stückzahlen sinnvoll automatisiert werden. Doch nicht jedes komplexes Bauteil kann der Roboter in einer beliebigen Orientierung greifen. Wir wollen untersuchen, wie man diesen Produktionsablauf unter anderem durch Redesign optimieren kann. Dazu haben wir exemplarisch die Montage eines Fidgetspinners analysiert und dann mittels Vision Systems optimiert.
Kann die Sonne unseren Strombedarf im Haus liefern?
Robin Hooge, 12 Jahre und Timo Läpple, 11 Jahre Christiane-Herzog-Realschule
Simon Stücker und Roger Natterer
"An einem schönen Morgen liefen wir an einem riesigen Solarpark vorbei. Dabei fragten wir uns, wie viele Solarpaneele man wohl benötigt um einen Haushalt mit elektrischer Energie zu versorgen.

Um eine Aussage darüber treffen zu können müssen wir zuerst herausfinden wie viel Strom wir verbrauchen und durch das Sonnenlicht mit Solarpanelen erzeugen können.

Auf der Verbraucherseite müssen wir unseren Strombedarf ermitteln, indem wir die elektrischen Verbraucher im Haushalt finden und deren Verbrauch berechnen. Um unsere Berechnungen zu überprüfen führen wir an ausgewählten Verbrauchern Messungen mit einem Stromverbrauchszähler durch und lesen den Gesamtverbrauch des Haushalts am Gesamtstromverbrauchszähler ab.

Von Seiten der Erzeuger untersuchen wir Solarzellen und deren Ausrichtung zur Sonne. Dazu führen wir Messungen bei zwei Solarzellentypen auf ihre Effektivität in Abhängigkeit von Sonneneinstrahlungswinkel und Lichtstärke durch."
CO2 Monitoring im Klassenzimmer mit skalierbaren Zusatzlösungen
Luca Dold, 16 Jahre und Finn Stumm 17 Jahre; Schüler des Otto-Hahn-Gymnasium Nagold
Martin Kohler, Martin Kohler
In diesem Projekt "CO2-Monitoring" geht es darum, einen CO2-Sensor mit einem Arduino Mikrocontroller so zu programmieren, dass er CO2-Daten auf einen MQTT-Broker über eine WLAN-Verbindung schickt. Auf einem Raspberry Pi läuft auch eine Node-RED-Funktion in welcher man die Daten in bestimmten Diagrammen und Graphen mit den gewünschten Farben anzeigen lassen kann. diese Webseite kann von einem Smartphone oder Rechner abonniert werden, sodass er die CO2-Messdaten an die entsprechenden Endgeräte (Laptop, PC, Smartphone, Rechner) auf einer Browserseite visualisieren kann . Zusätzlich könnte man noch ab einer bestimmten CO2-Konzentration ueber einen weiteren Arduino einen Servomotor ansteuern, welcher ein Fenster aufmacht oder einen Megapixel Ring ansteuert.Unsere Lösung ist somit skalierbar an neue Bedürfnisse anpassbar.

Biologie

Make jam GREAT again-Auswirkung von Zucker u. Pektin auf Geschmack u.Textur von Marmelade
Manuel Dennochweiler, 11 Jahre, Mika Röckl, 10 Jahre; beide Schüler besuchen das Otto-Hahn-Gymnasium
Anna Ensslen, OStR Katharina Steiner
"Wir finden, dass Marmelade oft zu süß ist und man die Frucht kaum schmeckt, da der Zuckergehalt zu hoch ist. Deshalb haben wir erforscht wie sich der Geschmack und die Textur von Marmelade verändert, wenn man die Zuckermenge variiert und das Geliermittel anpasst.
Wir haben Himbeermarmelade gekocht. Zum einen mit fertig abgepacktem Gelierzucker zum Beispiel Gelierzucker 2:1 oder Gelierzucker 3:1 zum anderen mit Zucker und Pektin als Geliermittel in eigener Mischung, um das perfekte Verhältnis von Frucht, Zucker und Geliermittel zu ermitteln.
Dazu haben wir mit den verschiedenen Himbeermarmeladen eine Gelierprobe am 16° schrägen Küchenbrett vorgenommen und die Textur mit einer Kegel-Fall-Konstruktion gemessen.
Final gab es eine Verkostung der Himbeermarmeladen mit Fragebögen, die ausgewertet wurden. Wir konnten herausfinden, welche Marmelade in unseren Familien den meisten Zuspruch hat und unseren Freunden mitteilen, welche Mischung bei Ihnen am besten angekommen ist. "
Mit einem selbst gebauten Thermocycler Veränderungen durch CRISPR/Cas im Genom nachweisen
Luca Brösamle, 18 Jahre, Otto-Hahn-Gymnasium Nagold
OStR Katharina Steiner, Klaus Steiner
"Dieses Projekt ist die Fortführung des letzten Projekts, bei dem mein Bruder und ich gemeinsam einen Thermocycler gebaut haben. Ziel des Projektes war es, den selbstgebauten Thermocycler weiterzuentwickeln und anzuwenden und dabei noch eine biologische Fragestellung zu untersuchen, nämlich, warum CRISPR/Cas so revolutionär für die Gentechnik ist.
Dafür habe ich E.-coli-Bakterien auf Nährböden gezüchtet und diese mithilfe von CRISPR/Cas gentechnisch so verändert, dass die veränderten Bakterien durch Blau-Weiß-Selektion sichtbar gemacht wurden.
Diese gentechnische Veränderung habe ich danach auch noch mithilfe des selbstgebauten Thermocyclers auf molekularer Ebene nachgewiesen.
Ergebnis des Projekts ist, dass der Thermocycler auch in diesem Fall hervorragend funktioniert hat und dass mit CRISPR/Cas gentechnische Veränderungen sehr leicht bei niedrigen Kosten vorgenommen werden können, weshalb es auch so revolutionär ist."
Wie können wir multiresistente Bakterien besiegen?
Aleyna Murat, 17 Jahre, Burcu Karakum 16 Jahre, beide besuchen das Otto-Hahn-Gymnasium in Nagold
Alina Renz
In unserem Projekt geht es um die Bakterien E. faecium und A. baumannii, welche wir trotz ihrer Resistenzen besiegen möchten. Um die Bakterien -gefahrlos- untersuchen zu können, nutzen wir die Systembiologie und die Programmiersprache Python. Eine unserer Forschungsfragen ist, wie das Bakterium auf schnellstem Wege getötet werden kann. Um das herauszufinden untersuchen wir die Gene, die zum Überleben des Bakteriums essentiell sind. Hierbei sind jene wichtig, die nicht im Menschen enthalten sind, um dem Menschen nicht zu schaden und schließlich ein Medikament gegen diese zu finden. Zusätzlich schauen wir, unter welchen Bedingungen die beiden Bakterien am schnellsten wachsen und unter welchen sie nicht überleben können. Wir schauen uns dafür verschiedene Medien an. So finden wir heraus, welche Auswirkung unsere Ernährung auf das Wachstum der Bakterien hat.

Chemie

K.-o. durch Gamma-Butyrolacton - Nachweis von K.-o.-Tropfen mittels Raman-Spektroskopie
Lea Salome Marquardt, 17 Jahre, Otto-Hahn-Gymnasium Nagold
Prof. Dr. Uwe Klein
Nahezu jeder Jugendliche geht gerne feiern und will in dieser Zeit eigentlich ungehindert Spaß haben. Dieses unbeschwerte Feiern wird allerdings immer häufiger durch die unsichtbare Gefahr von K.-o.-Tropfen beeinträchtigt. K.-o.-Tropfen sind farb- und geschmacklose Betäubungsmittel, die vom Täter in die Getränke der Opfer gegeben werden und schon in geringen Mengen den Konsumenten bewusstlos und somit wehrlos machen. Besonders in der Party-Szene werden solche Tropfen häufig missbraucht und die Fallzahlen der vergangenen Jahre zeigen, dass diese Problematik zunimmt. Als Fortsetzung des letztjährigen Projekts ist mein diesjähriges Ziel, eine spezifische und praxistaugliche Nachweismethode für K.-o.-Tropfen mit der chemischen Bezeichnung Gamma-Butyrolacton (GBL) mit Hilfe der Raman-Spektroskopie zu entwickeln. Schlussendlich ist es gelungen, einen GBL-Tester zu bauen, der durch seine schnelle und einfache Bedingung im Alltag GBL sogar in sehr geringen Konzentrationen nachweisen kann.
Eine heiße Angelegenheit - Handwärmer im Test
Agapi Kourtidi, 12 Jahre und Christina Eleni Kirpigkidou 11 Jahre, Otto-Hahn-Gymnasium Nagold
Anna Ensslen, OStR Katharina Steiner
"Aufgrund der Corona-Pandemie muss dieses Jahr im Klassenzimmer intensiv gelüftet werden und uns wird schnell kalt. Daher haben wir Handwärmer mitgenommen und kamen so auf unsere Forschungsidee!
Wir wollten untersuchen, welche Stoffe in den Handwärmern enthalten sind. Dafür recherchierten wir im Internet und unternahmen Versuche mit den gekauften Handwärmern, um herauszufinden: Wie lange bleiben die Handwärmer warm und wie warm werden sie? Welche chemische Reaktion findet statt, sodass der flüssige Zustand der Handwärmer in den festen übergeht bzw. andersrum? Bei welcher Temperatur findet der Wechsel dieses Zustandes statt? Welche Funktion hat das Metallplättchen, welches sich in Handwärmern befindet?
Wir sammelten verschiedene Formen und Größen und verglichen sie bzgl. ihrer höchsten Wärme und ihrer Wärmeerhaltung.
Am Schluss stellten wir eigene Handwärmer her, die verschiedene Verhältnisse der Stoffe hatten und verglichen sie mit den gekauften."
Zauberwatte gegen Ölpest?
Amelie Felchle, 12 Jahre; Leyla Kermeli, 11 Jahre, Katerina Malachatka, 12 Jahre Christiane Herzog Realschule Nagold
Prof. Dr. Uwe Klein
Immer wieder kommt es zu Tanker-Unfällen mit viel auslaufendem Öl. In der Zwischenzeit gibt es aber die Hoffnung, dass solche Katastrophen weniger Schaden anrichten, da es eine Watte gibt, die das Öl binden kann. In unserem Projekt wollen wir bestimmen, wieviel Öl die Watte aufnehmen kann. Unsere ersten Versuche haben gezeigt, dass fünf Gramm der Watte fünf Milliliter Öl binden können. Weitere Versuche sollen zeigen: a) wieviel Öl kann maximal aufgenommen werden ?, b) nimmt die Watte auch bei tieferen und höheren Temperaturen die gleiche Menge Öl auf ? und c) nimmt die Watte die gleiche Menge Öl auch aus Salzwasser auf ?
Methoden der chem. Wasserananlyse dreier Flüsse um Nagold auf Handhabung u. Genauigkeit
Emilia Geissler, 14 Jahre, Christiane-Herzog Realschule und Sinja Döner, 12 Jahre; Zellerschule
Arthur Hauck
"Untersuchung von drei - vier Flüssen um Nagold (Steinach, Waldach und Lichtenbach sowie Nagold) in Hinblick auf ihre chemischen Parameter. Weiterhin gingen wir dem Phänomen nach, dass die Waldach ab und an erhöhte o-PO4-Werte aufweist und wie die verschiedenen Messmethoden (Teststreifen, Colorimetrie und Photometrie) in Hinblick auf Messgenauigkeit, Handhabung und dem Kosten-Nutzen-Aspekt zu bewerten sind.
WIr bedienten uns dabei folgender Methoden: Teststreifen (JBL), Colorimetrischer Verfahren (JBL Analysekoffer sowie M&N Visocolor), tirimetrischer Verfahren (bei Gesamthärte und Karbonathärte)
sowie photometrischer Verfahren (Aquaquant von Söll und M&N LP12 plus). Wir werden die Werte
für folgende PArameter erheben: Leitfähigkeit, Temperatur, pH, GH, KH, Calcium, Nitrit, Nitrat , Ammonium sowie o-Phosphat. Die Werte werden wir in Form von DIagrammen ausgeben und die Methoden gegeneinander vergleichen."

Geo- und Raumwissenschaften

Aqua auxilium
Luise Mann, 12 Jahre Bildungszentrum Wildberg; Lena Pohl 12 Jahre Otto-Hahn-Gymnasium Nagold
Hans-Martin Schirmmacher
"Aqua auxilium
Wir wissen nicht, vielleicht ist es ja bekannt:
Kleinere Gartenteiche sind oft schmutzig, verschlammt und veralgt.
Fische z.B. können so nicht überleben.
Um das zu verhindern gibt es Anlagen für große Teiche und Seen.
Die Firma, die diese Anlagen produziert heißt EKS/Aquamotec. Sie war unser Vorbild.
Wir wollen die Anlage für kleine Gartenteiche nachbauen.
Das Ziel des Projektes ist es eine Apparatur zu bauen, um durch eine Wasserzirkulation den Teich mit Sauerstoff anzureichern und damit sauberer zu halten.
Dadurch sollen im Teich weniger oder sogar keine Algen und Schlamm vorhanden sein.
Wir konnten durch den Einsatz unserer Apparatur herausfinden, dass es möglich ist den Sauerstoffgehalt eines Teiches zu erhöhen und das Wasser sichtbar sauberer erscheint."

Mathematik/Informatik

Das unschlagbare Ghostcar 2 - Carrerabahnsteuerung mit einem Mikrocontroller
Nils Steiner, 13 Jahre, Schickhardt-Gymnasium, Anton Zug, 12 Jahre, Otto-Hahn-Gymnasium
OStR Katharina Steiner, Linda Güdemann
"Letztes Jahr konnten wir mit einem Mikrocontroller ein Carrerabahn-Auto so schnell über die Strecke fahren lassen, dass niemand schneller war. Allerdings waren direkte Rennen unmöglich, weil es an Kreuzungen auf der Strecke zu Zusammenstößen kommen konnte. Wir konnten nur die für 10 Runden erzielten Zeiten vergleichen.
Weil es aber viel spannender ist, direkt gegen das Ghostcar zu fahren, haben wir die Strecke verändert und statt Kreuzungen eine Brücke eingebaut.
Unser Ziel für dieses Jahr ist es, wieder ein unschlagbares Auto zu programmieren. Zum Steuern des Autos benutzen wir einen Funduino Mega. Dieser bestimmt die Position des Autos mit Lichtschranken, die an 3D-gedruckten Halterungen über der Bahn angebracht sind. Er regelt die Geschwindigkeit über einen Servo-Motor, der den Hebel der Fernbedienung bedient.
Mit einem zweiten Mikrocontroller steuern wir eine Startampel und den Start des Ghostcars. Wir zählen auch seine Runden und zeigen sie auf einem LC-Display an."
Smartphonebasierte Bewegungsanalyse
Hannah Schlenker, 16 Jahre Otto-Hahn-Gymnasium
David Wharam, Prof. Dr, Thomas Rometsch
"Ziel meines Projekts ist es, die Anzahl, die Dauer und die Höhe von Sprüngen mithilfe von Beschleunigungs- und Drehgeschwindigkeitssensoren festzustellen.
Dabei habe ich die Sensoren in meinem Smartphone genutzt, um die Werte der Sensoren bei mehrfachem Springen aufzuzeichnen. Das Smartphone war dazu an meinem Fuß und an meinem Rücken auf Gürtelhöhe befestigt.

In der Programmiersprache Python habe ich ein Programm geschrieben, welches die gesuchten Werte auf unterschiedliche Weise anhand der Sensordaten automatisch bestimmt. Die Korrektheit der verschiedenen Methoden habe ich mit Werten aus einem Referenzvideo überprüft.

Es hat sich gezeigt, dass die Sensoren am Fuß zu besseren Ergebnissen führen als die Sensoren am Rücken. Beide Fußsensoren können die Sprunghöhen auf weniger als 5 cm genau bestimmen.

Das langfristige Ziel ist, mithilfe dieser Daten Hinweise zu erhalten, ob Personen eine neurologische Krankheit haben, beziehungsweise wie diese Krankheit verläuft."
Die geheimen Botschaften zwischen Alice, Bob & Eve
Christian Ehnes, 16 Jahre, Otto-Hahn-Gymnasium Nagold
Dr. Matthias Kesenheimer
"Das Ziel unseres Projektes ist es, verschlüsselte Kommunikationsgeräte zu bauen und zu programmieren.
Hierfür nutzen wir 3 Arduinos. Zwei der Arduinos fungieren als Kommunikator (Alice und Bob) und mit einem dritten wird versucht, die Kommunikation mitzuhören (Eve). Wenn wir es geschafft haben, dass wir trotz einer einfachen Verschlüsselung die Arduinos per Kabel kommunizieren zu lassen, versuchen wir die selbe Methode kabellos und steigern uns zu schwereren Verschlüsselungen.
Am Schluss soll man also über 2 Arduinos miteinander kommunizieren können und das mit möglichst komplexer und sicherer Verschlüsselung."

Physik

Wie werden Lebensmittel in der Mikrowelle am gleichmäßigsten erwärmt?
Felix Schääberle, 12 Jahre; Leah Hartmann, 12 Jahre; Paula Hirsch, 12 Jahre
OStR Katharina Steiner, Linda Güdemann
"Uns ist aufgefallen, dass Lebensmittel in der Mikrowelle sehr ungleich warm werden. An manchen Stellen sind sie heiß und an manchen noch kalt.
Aus diesem Grund haben wir das Erwärmen von Lebensmitteln in der Mikrowelle genau erforscht. Unser Ziel war es, herauszufinden wie man Lebensmittel in der Mikrowelle möglichst gleichmäßig erwärmt. Wo müssen die Lebensmittel in der Mikrowelle platziert werden, um die höchste Temperatur zu erreichen? Wie ist die Wärmeverteilung in den Lebensmitteln nach dem Erhitzen in der Mikrowelle? Ist es besser die Lebensmittel in einem Gefäß zu erhitzen? Welche Rolle spielt der Drehteller?
Um herauszufinden, wie sich die Hitzeverteilung in der Mikrowelle verhält, haben wir mit Thermopapier und einer Wärmebildkamera die Erwärmung in der Mikrowelle genau unter die Lupe genommen.
In weiteren Versuchen haben wir Kartoffeln in der Mikrowelle erwärmt und untersucht.
"
Echt übel! Liegt's an der Beschleunigung? Soll ich im Bus woanders sitzen?
Lukas Hölzelberger, 11 Jahre, Jakob Schulz, 12 Jahre, Leon Neidhart, 11 Jahre ; Schüler des Otto-Hahn-Gymnasiums
Anna Ensslen, Linda Güdemann
"Für Reiseübelkeit, z.B. beim Busfahren gibt es viele Ursachen: Kurvige Strecken, Geschwindigkeit des Fahrzeugs, visuelle Ablenkung und persönliche Neigung zur Reisekrankheit.

Die Punkte Geschwindigkeit und Kurvigkeit der Strecke lassen sich indirekt über die Messung der Beschleunigung erfassen, die der Körper beim Busfahren erfährt. So wollten wir herausfinden, an welcher Position im Bus die Beschleunigung geringer ist und Reiseübelkeit deshalb weniger stark auftritt.

Die Messungen wurden mithilfe der App phyphox® (=physical phone experiments) durchgeführt; die graphische Auswertung erfolgte über Excel.

Anhand unserer Ergebnisse empfehlen wir, sich im Bus vorne links hinzusetzen. Allerdings konnten wir feststellen, dass auch Fahrstil, Verkehrssituation, Fahrzeug und Straßenoberfläche Einfluss haben auf die Beschleunigung, die der Körper während der Fahrt erfährt. "
Veränderte Temperaturentwicklung durch Folieren von Scheiben
Moritz Wahl, 11 Jahre; Ruben Bilhler 11 Jahre; Schüler des Otto-Hahn-Gymnasiums
OStR Katharina Steiner, Linda Güdemann
"Da wir uns beide für Autos interessieren und uns im Sommer die Hitze darin stört, möchten wir erforschen, wie sich das Folieren von Scheiben am Auto auf die Temperatur im Innenraum auswirkt.

Wir haben dazu eine Versuchsbox gebaut, an der man unterschiedlich folierte Scheiben austauschen kann. Unsere erste Messung haben wir mit einer handelsüblichen Scheibe durchgeführt und dabei die Temperatur im Inneren der Box gemessen. Dafür bestrahlten wir unsere Box mit einem Baustrahler oder einer Wärmelampe. Unser LabQuest Gerät zeichnete die Messwerte auf. Diese Wertetabelle wandelten wir dann mit Excel in Liniendiagramme um und interpretierten die Werte.

Wir führten unsere Versuchsreihe fort, indem wir unsere Box in unterschiedlich erwärmten Räumen aufstellten, um herauszufinden, ob die Folien sich z.B. bei 10 °C anders verhalten als bei 30°C.

Wir haben unser Ziel erreicht und festgestellt, dass folierte Scheiben tatsächlich weniger Wärme in unsere Box gelassen haben als unfolierte"
Veränderte Temperaturentwicklung durch Folieren von Scheiben
Moritz Wahl, 11 Jahre; Ruben Bilhler 11 Jahre; Schüler des Otto-Hahn-Gymnasiums
OStR Katharina Steiner, Linde Güdemann
"Da wir uns beide für Autos interessieren und uns im Sommer die Hitze darin stört, möchten wir erforschen, wie sich das Folieren von Scheiben am Auto auf die Temperatur im Innenraum auswirkt.

Wir haben dazu eine Versuchsbox gebaut, an der man unterschiedlich folierte Scheiben austauschen kann. Unsere erste Messung haben wir mit einer handelsüblichen Scheibe durchgeführt und dabei die Temperatur im Inneren der Box gemessen. Dafür bestrahlten wir unsere Box mit einem Baustrahler oder einer Wärmelampe. Unser LabQuest Gerät zeichnete die Messwerte auf. Diese Wertetabelle wandelten wir dann mit Excel in Liniendiagramme um und interpretierten die Werte.

Wir führten unsere Versuchsreihe fort, indem wir unsere Box in unterschiedlich erwärmten Räumen aufstellten, um herauszufinden, ob die Folien sich z.B. bei 10 °C anders verhalten als bei 30°C.

Wir haben unser Ziel erreicht und festgestellt, dass folierte Scheiben tatsächlich weniger Wärme in unsere Box gelassen haben als unfolierte"

Technik

FFF - Fotovoltaik for Future 2.0
Björn Steiner, 14 Jahre Schickhardt-Gymnasium; Manuel Ehnes, 14 Jahre, Otto-Hahn-Gymnasium
Heinz Weippert, OStR Katharina Steiner
"Letztes Jahr haben wir mit Simulationen untersucht, wie man Solarmodule platzsparend anordnen kann. Dabei sind wir auf eine baumähnliche Form gekommen. Dreieckige „Blätter“ sind zueinander verdreht um eine Stange angeordnet.
Dieses Jahr haben wir bei der Planungsgruppe Schnepf auf dem Wolfsberg drei Modelle davon gebaut. Sie sind zwei Meter hoch und haben zehn Blätter. Auf den Blättern sind je drei Solarmodule (1 V, 200 mA) parallel geschaltet, die zehn Blätter sind in Reihe geschaltet. Seit August laufen unsere Langzeitversuche zu Stromstärke und Spannung an den Bäumen. Arduinos übertragen alle fünf Minuten Messwerte ins Internet. Damit untersuchen wir, wie wir den Stromertrag maximieren können.
Ob es sich lohnt, die Bäume durch Drehen der Sonne nachzuführen, wissen wir noch nicht. Das Wetter erschwert den Versuch gerade.
Wir haben schon herausgefunden, dass es sich lohnt, Schutzdioden einzubauen. Damit produziert der Baum auch bei Teilabschattung einzelner Blätter weiterhin Strom."
Corona-Lüftungsassistent
Devin Reinhardt, 12 Jahre Christiane-Herzog-Realschule Nagold
Simon Stöcker
"Seit Beginn der Schule nach dem Corona Lockdown, sagen die Lehrer zu uns, dass man in bestimmten Abständen lüften muss. Schnell fiel mir auf, dass es sehr schwierig war, die Fenster immer rechtzeitig zu öffnen oder auch zu schließen.
Daher überlegte ich mir, was man bauen könnte, um das Ganze zu vereinfachen. Es sollte einfach herzustellen und einfach zu benutzen sein und ohne Steckdose funktionieren, da es in unserem Klassenzimmer davon nur sehr wenige gibt.
So kam ich auf die Idee, dass wir ein Gerät brauchen, das uns anzeigt, wann wir lüften sollen und wann wir das Fenster wieder schließen können.
Mein Gerät wird direkt an ein Fenster angebracht. Es leuchtet rot, wenn die Zeit ohne zu lüften überschritten wurde. Es leuchten die grüne und die rote LEDs, wenn gelüftet wird. Sobald man lange genug gelüftet hat, geht die rote LED aus und nur noch die grüne leuchtet. Jetzt kann man das Fenster wieder schließen.
Das Ganze wird mit Hilfe eines Arduinos programmiert und als Schalte"
Data Executioner - wie man USB-Sticks schnell, effizient und sicher bereinigt
Julius Dettinger, 17 Jahre, Pascal Schillsott 17 Jahre, Martin-Gerbert-Gymnasium Horb
Dr. Christian Fuchs
"Das Ziel unsers Projekts ist es mit wenig Benutzeraufwand einen Flash-Speicher (z.B. USB-Sticks) schnell, effizient und sicher zu bereinigen. Dabei haben wir unsere Grundlagenforschung des letzten Jugend forscht - Wettbewerbs weitergeführt und wollten ein fertiges Produkt entwickeln, um unsere Ziele zu erreichen.
Dabei wollten wir aber auch den Bereinigungsprozess wissenschaftlich dokumentieren und anhand verschiedener Parameter und Kriterien die Leistungsfähigkeit des ""Data Executioner"" kritisch hinterfragen.
Dafür haben wir ein Gerät gebaut, das mithilfe von elektromagnetischen Wellen die Daten auf einem USB-Stick so zerstört, dass diese nicht wiederherstellbar sind. Dabei kann der ""Data Executioner"" mithilfe einer benutzerfreundlichen Touch-Oberfläche bedient werden - so können wir also Daten schnell, effizient und sicher bereinigen."
Automatisierung des Fokus-Stackings an einem Binokular mit einem Arduino
Gemma Kienzle, 15 Jahre Otto-Hahn-Gymnasium
OStR Katharina Steiner
Um in der Wissenschaft Ergebnisse zu dokumentieren werden oft Fotos verwendet. Dazu ist es besonders wichtig, dass möglichst viel auf den Bildern scharf dargestellt ist. Doch besonders bei Aufnahmen von sehr kleinen Objekten, die z.B. unter einem Mikroskop liegen, ist dies schwierig, da nur noch sehr kleine Bereiche der Objekte scharf dargestellt werden können. Eine Technik um den Bereich, der scharf dargestellt wird, zu vergrößern, nennt sich Fokus-Stacking. Bei dieser Technik werden Bilder mit verschieden Fokusebenen aufgenommen und miteinander verrechnet. In meinem Projekt habe ich das Fokus-Stacking mit Bildern von Binokularaufnahmen umgesetzt und diesen Vorgang mit einem Arduino automatisiert.
Schwebendes Wasser
Frederik Schmidt, 12 Jahre; Otto-Hahn-Gymnasium, Silas Teufel, 13 Jahre Christiane-Herzog-Realschule
Marcel Quintus
Wird in der Disco ein Stroboskopblitzer eingesetzt, dann sieht es so aus als ob die Person welche im Blitzlicht steht, sich in Zeitlupe bewegt. Leuchtet man Wssertropfen ebenfalls mit einem Blitzlicht an, dann sieht es so aus, als würden diese nach oben wandern oder in der Luft schweben. Diesem Effekt wollten wir auf die Spur gehen und haben dazu einen Versuch aufgebaut, welcher dieses Phänomen nachstellen soll. Wasser wird mit einem Motor durch einen Schlauch hinaufgezogen und von oben als Tropfen wieder abgelassen. Seitlich angebrachte Lichtstreifen leuchten in einer Frequenz auf und erzeugen so das Blitzlicht. Durch die einstellbare Motorgeschwindikeit und einstellbaren Frequenz der Lichter soll der Zusammenhang dieser beiden Größen hergestellt werden und den Effekt damit anschaulicher machen.
CPU und GPU im Leistungstest
Peter Scharpf, 12 Jahre, Micha Diehl, 12 Jahre, Schüler des Otto-Hahn-Gymnasiums Nagold
Heinz Weippert
Unsere Idee ist herauszufinden welche CPU oder GPU am wenigsten Strom verbraucht und trotzdem viel Leistung hervorbringen kann, ohne die aufgenommene Leistung zu sehr in Wärme umzuwandeln. Doch leider fanden wir heraus dass die Programme, die die Temperatur der CPU anzeigen können, die Temperatur vermutlich nicht messen, sondern die Temperatur lediglich vom Stromverbrauch ableiten. Da direkt nach dem Starten eines Lastprogrammes die Temperatur schlagartig steigt und umgekehrt beim Abschalten des Lastprogramms sinkt. Daher mussten wir andere Methoden finden, um die Temperatur anzuzeigen bzw. zu messen.

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