Schüler experimentieren Landeswettbewerb NRW 08./ 09. April Kurzfassungen

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1 Landeswettbewerb NRW 08./ 09. April 2016 Kurzfassungen Patenfirma: Patenbeauftragter: Landeswettbewerbsleiter: RWE Deutschland AG Kruppstraße Essen Wilfried Fourné RWE Group Business Services GmbH Tel.: 0201/ Mobil: 0162/ Fax: 0201/ Dieter Römer, Hagen Tel.: 02331/ Fax: 02331/

2 Stand A01 Fachgebiet Arbeitswelt Bau und Programmierung einer Kakaomaschine Tobias Busch (14) Dülmen Berufskolleg Rheine Betreuung: Herr Sommer, Herr Schröder Ort der Projekterstellung: Berufskolleg Rheine In meinem Projekt geht es um den Bau und der Programmierung einer Kakaomaschine. Mit dieser Maschine kann sich jeder Nutzer seinen individuellen Kakao zubereiten lassen. Zur Programmierung nutze ich einen Arduino. Des Weiteren werde ich verschiedene Zubereitungsmethoden entwickeln und vergleichen.

3 Stand A02 Fachgebiet Arbeitswelt Entwicklung und Erprobung eines Modells für den Sachunterricht in der Grundschule zum : Wir lernen die Bundesländer und ihre Hauptstädte Janis Schröther (11) Krefeld Gymnasium Am Moltkeplatz Krefeld Max Husemöller (11) Krefeld Gymnasium Am Moltkeplatz Krefeld Betreuung: Herr Zöllner Ort der Projekterstellung: Gymnasium Am Moltkeplatz Wir bauen das Modell einer Deutschlandkarte, mit deren Hilfe man die Bundesländer und deren Hauptstädte üben/ lernen kann. Auf der Rückseite findet sich eine Verkabelung, die eine Selbstkontrolle ermöglicht. Wenn man im unteren Teil der Karte mit einem Metallkontakt auf den Namen eines Bundeslandes oder einer Hauptstadt und mit dem anderen Metallkontakt auf den richtigen Punkt der Deutschlandkarte tippt, leuchtet als Bestätigung eine kleine Lampe. Das Modell wird von Kindern in verschiedenen Grundschulklassen getestet und die Kinder geben uns mit einem Fragebogen eine Rückmeldung dazu, ob ihnen unser Modell beim Lernen der Bundesländer und ihrer Hauptstädte helfen kann.

4 Stand A03 Fachgebiet Arbeitswelt Ich entwickle eine App Bennet Kuhlen (12) Tönisvorst Lise-Meitner-Gymnasium Willich Betreuung: Herr Thome Ort der Projekterstellung: Lise-Meitner-Gymnasium Eine App ist eine Anwendungssoftware im Bereich mobiler Betriebssysteme. Nutzbar sind Apps für Smartphones, über die die meisten Jugendlichen bereits verfügen. Meine App soll mithilfe verschiedener Sensoren, die moderne Smartphones standardmäßig besitzen, bestimmte Lebensbereiche von Kindern meiner Zielgruppe (Alter von etwa Jahren) abbilden und vereinfachen sowie die Anwender spielerisch vernetzen. Gedacht ist diese App für Benutzer, die nicht nur in der virtuellen Welt des Smartphones leben wollen, sondern diese App als Hilfsmittel sehen, um sich real treffen und austauschen zu können; seien es Schüler aus der gleichen Schule oder Kinder aus der Nachbarschaft. Programmieren werde ich die Software mithilfe der Anwendung App Inventor2.

5 Stand A04 Fachgebiet Arbeitswelt Tintentod? - ökologische Alternativen im Vergleich Benjamin Palm (11) Ratingen Immanuel-Kant-Gymnasium Heiligenhaus Anton Nagel (12) Heiligenhaus Immanuel-Kant-Gymnasium Heiligenhaus Malte Schöpper (12) Heiligenhaus Immanuel-Kant-Gymnasium Heiligenhaus Betreuung: Frau Braun, Frau Korb Ort der Projekterstellung: Immanuel-Kant-Gymnasium Unser Ziel ist es, Tinte mit alltäglichen, natürlichen Zutaten selbst herzustellen. Wir sind auf die Idee gekommen als uns im Unterricht die Tinte ausgegangen ist und keine neue Tinte griffbereit war. Deshalb erforschen und vergleichen wir selbstgemachte Tinte und Tinte aus dem Schreibwarengeschäft. Nach selbst gewählten Kriterien finden wir die beste Tinte: Welche Tinte hat den niedrigsten Produktionsaufwand, ist am längsten haltbar und hat die höchste Intensität der Farbe? Gibt es eine Tinte, die gut genug ist, um käufliche zu ersetzen? Diese Fragen werden wir in unserem Projekt beantworten.

6 Stand B01 Fachgebiet Biologie Das Maulwurfsvorkommen im Stadtgebiet Bielefeld Tom Bussemas (13) Bielefeld Helmholtz-Gymnasium Bielefeld Betreuung: Herr Schollmeier Ort der Projekterstellung: Helmoltz-Gymnasium Bielefeld Im Winter habe ich auf unserem Trainingsplatz vermehrt Maulwurfshaufen entdeckt und auch im weiteren Stadtgebiet sind mir immer wieder Hügel aufgefallen. In meinem Wohngebiet und in der Umgebung meiner Schule habe ich jedoch keine Maulwurfshügel gefunden. Ich war interessiert und wollte mehr über diese unterirdisch lebenden Tiere erfahren und herausbekommen, wo sie leben. Bei meiner Recherche bin ich auf eine Arbeit aus dem Jahr 1996 gestoßen, in der Maulwurfsvorkommen im nördlichen Stadtgebiet untersucht wurden: HÄRTEL, Heiner (1996), Zum Vorkommen des Maulwurfs (Talpa europaea) im Bielefelder Stadtgebiet. Besonders faszinierend fand ich die Aussage Härtels, dass es klare Grenzen geben soll zwischen besiedelten und unbesiedelten Räumen, die z. T. anhand der Straßenverläufe von großen Straßen sichtbar werden. Dieser Aussage wollte ich nachgehen. Mein Ziel war eine Kartierung der Bielefelder Maulwurfsvorkommen im Stadtgebiet.

7 Stand B02 Fachgebiet Biologie Das Wachstumsverhalten von Wachsbohnen unter Einsatz diverser Lichtquellen und Düngemittel Maximilian Winkler (13) Krefeld Gymnasium Fabritianum Krefeld Betreuung: Frau Wagner Ort der Projekterstellung: Gymnasium Fabritianum Ausschlaggebend für den Start dieser Testreihe war, dass ich mich generell für die Natur und im Speziellen für die Entwicklung von Pflanzen besonders stark interessiere. Oftmals frage ich mich, unter welchen Bedingungen eine Pflanze am schnellsten wachsen, sich gesund entwickeln kann oder auch wie und warum eine Pflanze eingeht. Diese Fragen motivierten mich dazu, dieses Projekt anzufangen, denn in diesem Experiment wird das Wachstumsverhalten von Wachsbohnen (Phaseolus vulgarisunter) unter Einsatz diverser Lichtquellen (LED, Halogen, etc.) und Düngemittel getestet und mit einer Kontrollpflanze verglichen. Diese ist normalem Sonnenlicht ausgesetzt und erhält keinen Dünger. Ziel dieser Versuchsreihen ist es, sich den so beeinflussten Entwicklungsprozess der o.g. Pflanzen anzuschauen, zu dokumentieren und schließlich zu analysieren, um auf dieser Ergebnisgrundlage mögliche Kosten/ Nutzen-Szenarien für die Landwirtschaft zu entwickeln.

8 Stand B03 Fachgebiet Biologie Die Farben des Lebens -Einfluss der Lichtfarbe- María Elosegui (15) Usurbil (Guipúzcoa) (SPANIEN) Colegio Alemán San Sebastián (Spanien) Marta Labarquilla (14) San Sebastián (SPANIEN) Colegio Alemán San Sebastián (Spanien) Betreuung: Frau Führer Ort der Projekterstellung: Colegio Alemán Könnt ihr euch vorstellen, dass die Lichtfarben Einfluss auf das Wachstum von Lebewesen nehmen können? In diesem Projekt möchten wir beweisen, dass die Lichtfarbe eine Variante im Wachstum und in der Entwicklung von Lebewesen ist. Dafür haben wir einige Repräsentanten aus den folgenden Bereichen (Regnum) ausgewählt: Aus dem Reich der Pflanzen (Plantae) die Kapuzinerkresse und das Katzengras, aus dem Reich der Tiere (Animalia) die Seidenraupen, und aus dem Reich der Pilze (Fungi) das Penicillium und das Mucor.

9 Stand B04 Fachgebiet Biologie Fair treatment bei Schnecken Lizzy Suntrop (14) Greven Gymnasium Augustinianum Greven Anna Löw (14) Greven Gymnasium Augustinianum Greven Ronja Schulte (13) Greven Gymnasium Augustinianum Greven Betreuung: Frau Sieger Ort der Projekterstellung: Gymnasium Augustinianum Wir möchten Schnecken biologisch von unseren Beeten fernhalten, ohne sie zu schädigen. Denn es gibt viele Menschen, die die Schnecken mit aggressiv chemischen Substanzen fernhalten wollen. Allerdings wissen die meisten Menschen nicht, dass sie die Schnecken töten und andere Lebewese stark schädigen können. Dieses Problem versuchen wir mit unserem Projekt zu beheben.

10 Stand B05 Fachgebiet Biologie Gärtner ohne Garten - Pflanzenbau 2.0 Julia Peintinger (13) Euskirchen Städt. St. Michael-Gymnasium Bad Münstereifel Marlene Parschau (12) Bad Münstereifel Städt. St. Michael-Gymnasium Bad Münstereifel Marla Cyriax (12) Bad Münstereifel Städt. St. Michael-Gymnasium Bad Münstereifel Betreuung: Herr Weiler Ort der Projekterstellung: Städt. St. Michael-Gymnasium Hydroponic ist Pflanzenanbau ohne Erde. Die Pflanzen wachsen in einer Nährlösung, die alle benötigten Mineralien und Nährstoffe, die die Pflanze zum Wachstum benötigt, liefert. Mit zunehmender Bevölkerungsdichte, gerade in Großstädten, wird es immer schwieriger und damit auch unwirtschaftlicher, die Menschen mit landwirtschaftlichen Anbauprodukten zu versorgen. Wir bringen diese beiden Aspekte in unserem Projekt zusammen. Wir wollen zeigen, dass es möglich ist, pflanzliche Nahrungsmittel mittels der Hydroponic zuhause kostengünstig für den Eigenbedarf anzubauen.

11 Stand B06 Fachgebiet Biologie Styroporentsorgung durch Mehlwürmer? Nele Stumme (13) Mülheim Karl-Ziegler-Schule Mülheim an der Ruhr Betreuung: Frau Schmitz-Theyßen Ort der Projekterstellung: Karl-Ziegler-Schule Fragestellung: Styroporentsorgung durch Mehlwürmer? Nachdem ich gehört hatte, dass Mehlwürmer Styropor fressen und verdauen können, wollte ich dies überprüfen. Versuchsaufbau: Ich gab einer Gruppe von Mehlwürmern Styropor, einer anderen ein Stück eines Cafe-to-go-Bechers aus Styropor und wiederum einer anderen Gruppe Haferflocken, um die Entwicklung (Larve, Puppe, Käfer) der einzelnen Gruppen beobachten und vergleichen zu können. Ebenso wollte ich testen, ob Mehlwürmer zur natürlichen Styroporentsorgung geeignet sind. Ergebnis: - Mehlwürmer fressen Styropor-Stücke, Cafe-to-go-Becher aus Styropor sowie auch Haferflocken. - Auch wenn sie nur Styropor fressen, entwickeln sie sich wie die Haferflocken fressende Kontrollgruppe. - Grundsätzlich sind Mehlwürmer für die natürliche Styroporentsorgung einsetzbar, allerdings fressen sie Styropor nur in sehr geringen Mengen.

12 Stand B07 Fachgebiet Biologie Untersuchungen zu Tardigradengemeinschaften Stefan Kemmerich (13) Lindlar Erzbischöfliches St.-Angela- Gymnasium Wipperfürth Betreuung: Frau Dr. Wolff Ort der Projekterstellung: Privat/zu Hause Bärtierchen sind etwa 0,5mm kleine, wasserlebende, wirbellose Tiere, die in Lückensystemen wie Moosen, Laub, Sandstränden usw. leben. In letzter Zeit wurden sie für ihre Fähigkeit bekannt, Trockenzeiten in einem todesähnlichen Schlaf zu überleben. In meiner Arbeit versuchte ich, die von Bärtierchen bewohnten Habitate zu untersuchen. Ich möchte herausfinden, ob es z.b. Unterschiede zwischen verschiedenen Moosen oder verschiedenen Standorten gibt. Dazu verwendete ich Auszählung und Bestimmung der Bärtierchen. Dabei habe ich einige interessante Ergebnisse erzielen können, die teilweise auch im Gegensatz zur mir verfügbaren Literatur standen.

13 Stand C01 Fachgebiet Chemie Biologisch abbaubarer Kunststoff Victoria Kömmelt (11) Vreden Städt. Gymnasium Georgianum Vreden Julia Kleingries (11) Vreden Städt. Gymnasium Georgianum Vreden Betreuung: Herr Kleinecke Ort der Projekterstellung: Städt. Gymnasium Georgianum Wir wollen einen biologisch abbaubaren Kunststoff herstellen, um die Menge der nicht abbaubaren Kunststoffverpackungeen zu reduzieren. Dazu wollen wir aus Milchsäure einen Kunststoff herstellen und diesen auf Belastbarkeit und Verarbeitungsfähigkeit testen. Außerdem wollen wir unseren Kunststoff mit handelsüblichen Produkten vergleichen.

14 Stand C02 Fachgebiet Chemie Darstellung eines Bio-Kunstoffes aus Schalen von Krustentieren Jessica Wagner (14) Steinhagen Steinhagener Gymnasium Steinhagen Michel Heimlich (14) Steinhagen Steinhagener Gymnasium Steinhagen Simon Ischen (14) Steinhagen Steinhagener Gymnasium Steinhagen Betreuung: Herr Str Sökefeld Ort der Projekterstellung: Gymnasium der Gemeinde Steinhagen Aus Schalen von Krustentieren (speziell Krabben) soll ein biologischer/ökologischer Kunststoff hergestellt werden und bezüglich seiner Eigenschaften, speziell der Kompostierbarkeit untersucht werden. Die Untersuchung der Kompostierbarkeit soll im Vergleich zu normalem Plastik, welches aus fossilen Rohstoffen gewonnen wurde, passieren.

15 Stand C03 Fachgebiet Chemie Entwicklung eines umweltfreundlichen Tipp-Ex Hannah Dünnwald (13) Köln Königin-Luise-Schule Köln Lara Dohr (12) köln Königin-Luise-Schule Köln Sol Melina Kuhn (13) Köln Königin-Luise-Schule Köln Betreuung: Frau Egbers, Frau Bönsch Ort der Projekterstellung: Königin-Luise-Schule Jeder Mensch, egal ob Erwachsener oder Kind, benutzt Tipp-Ex. Aber wussten Sie, dass es GESUNDHEITSSCHÄDLICH und UMWELTGEFÄHRDEND ist? Unser Ziel ist es daher die Entwicklung eines umweltfreundlichen und für die Gesundheit nicht schädlichen Korrekturfluids. Hierzu haben wir in einem ersten Schritt die verschiedenen Inhaltsstoffe von Tipp-Ex sowie aus diesen die umwelt- bzw. die gesundheitsschädlichen Stoffe herausgesucht. Im zweiten Schritt experimentieren wir an einem Korrekturfluid, das unseren Vorstellungen entspricht. Dafür möchten wir die schädlichen Stoffe durch nicht schädliche Stoffe ersetzen. Zurzeit scheinen wir eine vielversprechende Möglichkeit mit den beiden Stoffen Ethanol und dem Japanischen-Heilpflanzen-Öl gefunden zu haben. Gegebenenfalls möchten wir das gleiche Experiment mit Wandfarbe oder Ähnlichem durchführen.

16 Stand C04 Fachgebiet Chemie Ferrofluid Jan Steffen Toben (14) Borgholzhausen Kreisgymnasium Halle (Westf.) Jolan Eggers (14) Halle Kreisgymnasium Halle (Westf.) Torben Kroymann (14) Halle Kreisgymnasium Halle (Westf.) Betreuung: Herr Jaschke Ort der Projekterstellung: Kreisgymnasium Halle (Westf.) In unserem Projekt "Ferrofluid" geht es um die Herstellung und das Erforschen einer durch Magnetfelder beeinflussbaren Flüssigkeit. Wir haben uns zunächst im Internet über verschiedene Herstellungsarten und den theoretischen Hintergrund informiert. Anschließend haben wir erste Experimente durchgeführt und konnten erfolgreich Magnetit herstellen. Dieses ist der Feststoff, welcher für die magnetischen Eigenschaften verantwortlich ist. Die erste Flüssigkeit konnten wir in Form von einer Magnetit Lösung (,, gelöst in Wasser durch Tetrabutylammoniumhydroxid) herstellen. Diese ließ sich von einem Magneten beeinflussen, allerdings zeigt sie keine "Stacheln, die bei kommerziell erhältlichem Ferrofluid durch Magnetfelder verursacht werden. Den gleichen Versuch wiederholten wir mit Decan und Ölsäure. Auch dieser Versuch lieferte einen guten Ansatz, war allerdings sehr dickflüssig. Als nächstes wollen wir Lösungsmittel und Tensid variieren, sodass wir Viskosität, Stabilität und Oberflächenspannung der Flüssigkeit ändern können. Z.B. könnte das Lösungsmittel während der Entstehung des Magnetits hinzugegeben werden, um die Partikel möglichst klein zu halten. Des Weiteren wollen wir noch weitere Verwendungsmöglichkeiten finden.

17 Stand C05 Fachgebiet Chemie Naturprodukt Mineralwasser - Mineralstoffe und Spurenelemente mit jedem Schluck Caroline Pannen (14) Hückelhoven Städt. Gymnasium Hückelhoven Daniel Klee (13) Geilenkirchen Städt. Gymnasium Hückelhoven Betreuung: Herr Dipl.-Ing. Winkens, Frau Registriert Ort der Projekterstellung: Städt. Gymnasium Uns ist aufgefallen, dass neben,,kohlensäure" im Mineralwasser, wie das Etikett auf der Flasche zeigt eine Menge an Mineralstoffen enthalten ist.,,kohlensäure", eine Säure die man trinken kann? Es könnte sich also lohnen Mineralwasser etwas näher zu betrachten.

18 Stand C06 Fachgebiet Chemie ROT? ROT- Untersuchung von Pflanzenfarbstoffen Eva Oppler (12) Düsseldorf Freies Christliches Gymnasium Düsseldorf Antonia Lüthgen (13) Düsseldorf Freies Christliches Gymnasium Düsseldorf Betreuung: Frau Dr. Dickenscheid-Simon Ort der Projekterstellung: Freies Christliches Gymnasium Düsseldorf Der Herbst hat uns auf die Idee gebracht. Nicht nur wenn sich die Blätter im Herbst verfärben, auch wenn Früchte reif werden, bringt die Natur eine große Vielfalt von Farben hervor. Diese wollen wir uns genauer anschauen. Wir untersuchen die Farben mit Hilfe der Dünnschichtchromatografie.

19 Stand G01 Fachgebiet Geo- und Raumwissenschaften Die "dunklen" Geheimnisse aus den Tiefen des Elfrather Sees Marcus Thome (14) Krefeld Maria-Sibylla-Merian-Gymnasium Krefeld Katharina Thome (12) Krefeld Maria-Sibylla-Merian-Gymnasium Krefeld Betreuung: Frau Werner Ort der Projekterstellung: Maria-Sibylla-Merian-Gymnasium Wir haben schwerpunktmäßig den Elfrather See in Krefeld und seine "dunklen" Tiefen im Laufe des Jahres untersucht. Außerdem setzen wir uns für Umweltverbesserungen in einem weiteren Gewässer ein, dessen Qualität sich in letzter Zeit deutlich verschlechtert hat. Wir freuen uns besonders, dass aufgrund unserer Initiative jetzt erste Umweltmaßnahmen durchgeführt werden.

20 Stand M01 Fachgebiet Mathematik/ Informatik Der vollständige Aufbau des Zahlensystems Paul Müller (13) Grevenbroich Erasmus-Gymnasium Grevenbroich Betreuung: Frau Stirl- Kotzlowski Ort der Projekterstellung: Erasmus-Gymnasium In meiner Arbeit geht es vor allem um den Aufbau des Zahlensystems mithilfe von Mengentheorie. Dazu vervollständige ich die Ergebnisse meiner letzten Arbeit und gehe insbesondere auf die reellen Zahlen und die natürlichen Zahlen ein. Welche Methode braucht man, um die reellen Zahlen herzuleiten und wozu braucht man die reellen Zahlen überhaupt? Und wofür braucht man die komplexen Zahlen? Die ganzen, rationalen, reellen und komplexen Zahlen werden nacheinander durch das jeweils vorherige abgeleitet.

21 Stand M02 Fachgebiet Mathematik/ Informatik Die Tragehilfe 5000 Leonid Leibhahn (13) Sendenhorst Gymnasium Wolbeck Münster Tobias Denuell (12) Münster Gymnasium Wolbeck Münster Betreuung: Frau Aldehoff Ort der Projekterstellung: Gymnasium Wolbeck Unsere Idee war es einen Roboter zu bauen, der eine Treppe hochgehen kann und dabei Hefte bzw. Bücher tragen kann. Wir sind auf die Idee gekommen, da einer von uns sich am Bein verletzt hat. Er konnte deshalb nicht so gut Treppen steigen und dabei (Schul-) Sachen tragen. Deshalb haben wir eine Tragehilfe, die auch Treppen überwinden kann gebaut. Kernstück dabei ist der Lego Mindstorms EV3. Zuerst haben wir einen Roboter gebaut, der Treppen steigen kann und ihn danach ihn so stabilisiert und erweitert, dass er Hefte tragen kann. Unsere jetzige Aufgabe besteht darin, den Roboter und seine Programmierung so zu verbessern, dass die letzten kleinen Ungenauigkeiten beseitigt werden und der Roboter jede Treppe besteigen kann.

22 Stand M03 Fachgebiet Mathematik/ Informatik Einem Zauberer in die Karten geschaut Jil Poptodorov (11) Aachen Viktoriaschule Aachen Rebecca Teusen (12) Aachen Viktoriaschule Aachen Betreuung: Herr Dr. Richter Ort der Projekterstellung: Viktoriaschule Aachen In unserem Projekt untersuchen wir einen "Zahlen-Zauber-Trick : Ein Zuschauer denkt sich im Kopf eine Zahl zwischen 1 und 63. Der Zauberer fragt nacheinander mit 6 Karten ab, ob sich die gedachte Zahl auf den Karten befindet und kann danach - wie durch Zauberei - die gedachte Zahl erraten. Der Trick liegt sowohl in den Zahlen, die auf die Zauberer-Karten aufgedruckt sind, als auch in den besonderen Eigenschaften des Zweier-Systems. Wir würden gerne herausfinden, ob man den Trick auch ins 3er oder 5er System übertragen kann. Außerdem würden wir den Trick auch gerne auf größere Zahlen übertragen und mehr über das Zweier-System herausfinden.

23 Stand P01 Fachgebiet Physik Bau eines Bootes auf Basis der Umkehrung eines MHD-Generators Max Baier (13) Roetgen Inda-Gymnasium Aachen Martin Schikarski (12) Stolberg Inda-Gymnasium Aachen Betreuung: Herr Buschhüter Ort der Projekterstellung: Inda-Gymnasium In der Literatur liest man, dass es Prototypen solcher Boote geben soll. In dieser experimentellen Arbeit soll versucht werden, ein Boot zu bauen, das sich durch die Umkehrung des magnetohydrodynamischen Effekts bewegt. Dabei kommen so genannte Supermagnete zum Einsatz. Die Schwierigkeit liegt in der Dimensionierung der Antriebskomponenten zur Stromversorgung und der Wahl zugehöriger Magnete. Die Forderung nach dem Aufbau eines möglichst homogenen, starken Magnetfeldes stellt ebenso ein Problem dar, das es zu lösen gilt. Theoretische Betrachtungen zur Wirkungsweise eines solchen Antriebs werden auch vorgenommen.

24 Stand P02 Fachgebiet Physik Die scheinbare Überwindung der Schwerkraft Felix Möller (10) Sankt Augustin Katholische Grundschule Hangelar (KGS) Sankt Augustin Gabriel Weiser (10) Sankt Augustin Katholische Grundschule Hangelar (KGS) Sankt Augustin Betreuung: Herr Betreuer Ort der Projekterstellung: Privat/zu Hause In der Casa Magnetica im Phantasialand konnte man beobachten, wie Kugeln an der Wand scheinbar bergauf rollten, quasi so, als hätte es dort keine Schwerkraft gegeben. Leider gibt es die Casa Magnetica seit 2012 nicht mehr. Deshalb wollten wir für uns einen Raum bauen, in dem Kugeln scheinbar bergauf rollen können. Zuerst haben wir überlegt, was eigentlich Schwerkraft ist. Dann erforschten wir, wie die Täuschung im Schiefen Raum funktioniert. Am Ende mussten wir aber feststellen, dass man diese Sinnestäuschung nur sehen kann, wenn man selbst in so einem Schiefen Raum steht. Das bedeutete für uns, wir hätten einen Raum bauen müssen, der so groß ist, dass dort zumindest einer von uns hineingehen kann. Das war uns aber leider nicht möglich. Doch während wir im Internet nach Informationen zum Schiefen Raum suchten, tauchte immer wieder der Begriff ames-room auf: eine optische Täuschung von einem total verzerrten Raum, der, durch ein Betrachterloch gesehen, als normaler, rechtwinkliger Raum wahrgenommen wird. Wir untersuchten, wie diese optische Täuschung funktioniert und bauten Modelle. Schließlich ist es uns mit Hilfe unseres Modells und einem Reagenzglas tatsächlich gelungen eine Kugel bergauf rollen zu lassen. Als kleine Zugabe haben wir am Ende noch einen kurzen Film gedreht, in dem eine Kugel bergauf rollt.

25 Stand P03 Fachgebiet Physik Energie-Harvesting: Let's go and do it! Malte Schäffer (14) Rödinghausen Ravensberger Erfinderwerkstatt Halle (Westf.) Birte Schäffer (12) Rödinghausen Ravensberger Erfinderwerkstatt Halle (Westf.) Betreuung: Herr Biedermann Ort der Projekterstellung: Privat/zu Hause Mit unserem Projekt wollten wir eine Möglichkeit finden, bei alltäglichen Bewegungen ganz nebenbei Strom zu erzeugen, diesen zu speichern und nutzbar zu machen. Dafür machten wir zahlreiche Experimente mit einer Spule am Körper und Magneten am Arm, um zu sehen, ob man so Strom induzieren und diesen mit einem Multimeter nachweisen kann. Weil wir so nur kurzfristig Strom erzeugen konnten, haben wir zusätzlich eine Speichereinheit entwickelt und zusammengelötet. Diese besteht aus einer Brückengleichrichterschaltung und einem Kondensator zum Speichern des Stroms sowie einer LED als Verbraucher. Durch das Bewegen eines Magneten über die Spule konnten wir den Kondensator aufladen. Im nächsten Entwicklungsschritt haben wir stärkere Neodym Magnete und Spulen aus alten Elektrogeräten eingesetzt. So können wir genügend Spannung erzeugen und Strom speichern, um eine LED zu betreiben. Damit wir wiederholbare Versuche machen können, bauten wir ein Modell im Maßstab 1 : 1 (Rumpf und Arm eines Menschen). Außerdem haben wir eine (beinahe) alltagstaugliche Jacke mit integriertem Gerät gebaut. Im Grundsatz haben wir schon zeigen können, dass es mit alltäglichen Bewegungen und unserem Gerät möglich ist, ganz nebenbei Strom zu erzeugen und zu ernten. Auch wenn wir noch nicht soweit sind, einen richtigen Akku laden zu können, mit dem man z.b. ein Handy betreiben könnte, sehen wir uns auf einem guten Weg. Wir wollen noch versuchen, ob wir alles soweit verbessern können, dass das mit dem Akku doch noch klappt. Vielleicht könnte man in der Zukunft unsere Geräte z.b. auch bei Hamsterlaufräder, Skate-, Wave- oder Kickboards sowie Geh- und Einkaufswagen oder Fahrräder einbauen und dann aus vielen einzelnen Produktionsstellen ausreichend Strom zu sammeln, um einen Akku für z.b. eine Taschenlampe laden zu können.

26 Stand P04 Fachgebiet Physik Entwicklung eines Regenwasserkraftwerks Lukas Wilmes (15) Paderborn Goerdeler-Gymnasium Paderborn Luis Glahn (14) Lichtenau Goerdeler-Gymnasium Paderborn Betreuung: Herr Michel Ort der Projekterstellung: Goerdeler-Gymnasium Ziel unseres Projekts war die Entwicklung und der Bau eines Wasserkraftwerkes zur Stromerzeugung in Regenfallrohren. Dazu bauten wir Modelle und nutzten die 3D-Druck-Technik für die Herstellung der Flügelräder. Unsere Konstruktionen oberschlächtiger Wasserräder, bei denen das Regenwasser senkrecht auf das Flügelrad auftrifft, bauten wir zur Hälfte in ein Fallrohr ein und trieben mit der Kraft des auftreffenden Regenwassers jeweils einen Dynamo an, welcher eine LED zum Leuchten bringen sollte.

27 Stand P05 Fachgebiet Physik MAG3D - Analyse von Magnetfeldlinien als 3D-Vektorfeld Myrijam Stoetzer (15) Duisburg Franz-Haniel-Gymnasium Duisburg Finja Schneider (14) Duisburg Franz-Haniel-Gymnasium Duisburg Betreuung: Herr Dr. Stoetzer, Frau Schneider Ort der Projekterstellung: Franz-Haniel-Gymnasium Alle Magnete weisen ein Kraftfeld auf, das die beiden Pole verbindet. Die Richtung dieser Kraft wird über Feldlinien darstellbar, die an jedem Punkt zwischen den Polen die Richtung der Kraft angeben. Unser Projekt misst diese Kraftlinien an jedem Punkt in einer Ebene (1qm) und bestimmt den dazugehörigen 3D-Vektor des Magnetfeldes. So lassen sich für beliebige statische Magnetfelder Visualisierungen der Magnetfeldlinien erzeugen. Wird das Erdmagnetfeld visualisiert, sind die Kraftlinien aufgrund der Größenverhältnisse auf der Messfläche parallel somit können sehr leicht Anomalien der Kraftlinien ermittelt werden, die Aufschluss z.b. über versteckte Metallteile geben können. Anwendungsmöglichkeiten sind neben der 3D-Visualisierung von Magnetfeldlinien im Physikunterricht (gegenüber 2D-Varianten wie Eisenfeilspänen) auch die Suche nach Munitionsresten.

28 Stand P06 Fachgebiet Physik Müsliphysik - Untersuchung des Paranusseffektes Sophia Friederike Paul (14) Münster Gymnasium St. Mauritz Münster Maja Elise Hoffknecht (13) Münster Gymnasium St. Mauritz Münster Betreuung: Herr Knocks Ort der Projekterstellung: Gymnasium St. Mauritz Wenn man eine Müslipackung aufmacht, findet man die großen Teile oft oben in der Packung angesammelt. Dieses Phänomen wollen wir in unserem Projekt genauer unter die Lupe nehmen. Wir haben ein Gerät gebaut, mit dem man ein Granulatgemisch durchschütteln kann. Das Granulatgemisch besteht z.b. aus kleinen Glasperlen und einer großen Holzkugel. Mit Hilfe einer Videoanalyse untersuchen wir die Bewegung der Holzkugel.

29 Stand P07 Fachgebiet Physik Schockabsorber Reitweste Lena Sophie Reiners (14) Tönisvorst Michael-Ende-Gymnasium Tönisvorst Britta Möllmann (13) Tönisvorst Michael-Ende-Gymnasium Tönisvorst Betreuung: Herr Klüber Ort der Projekterstellung: Michael-Ende-Gymnasium Wir haben auf Grund von eigenen schmerzhaften Erfahrungen beschlossen, eine Reitweste zu entwickeln, in der man nicht so schwitzt und die aber trotzdem gut schützt. Als erstes haben wir Überlegungen angestellt, wie dies zu schaffen ist und haben uns über das Material Gedanken gemacht. Im Vergleich mit vielen verschiedenen Materialien hat sich gezeigt, dass die schockabsorbierenden Eigenschaften einer Stärke- Wasser-Mischung am besten schützen. Solche Stoffgemische nennt man anormalviskos. Das perfekte Mischverhältnis ist 1:1,25. Dazu haben wir etwas Nanosilber getan. Dieses verändert die Eigenschaften des Stoffes nicht und verhindert, dank der antimikrobiellen Eigenschaften, dass die Mischung schimmelt. Die Mischung ist auch noch temperaturunabhängig. Die Mindestdicke unserer Mischung beträgt 33mm. Verpackt haben wir diese in einer Plastiktüte, die wir mit einem Heißluftföhn zugeschweißt haben. Dass diese Dinge funktionieren, haben wir durch Vergleiche, Fallteste und das Schweißen eines Prototypkissens bewiesen. Als nächsten Schritt haben wir uns vorgenommen, einen kompletten Prototypen zu schweißen.

30 Stand P08 Fachgebiet Physik Top Spin - welcher Tischtennisschläger ist am besten? Lukas Löken (9) Jülich GGS-Grundschule Jülich Koslar Betreuung: Frau Rathmann Ort der Projekterstellung: GGS-Grundschule Jülich Koslar Beim Tischtennisspielen haben wir oft Streit, wer den besten Schläger bekommt. Darum wollen wir herausfinden, ob der teuerste Schläger auch wirklich der Beste ist. Neben Treffgenauigkeit und Schlagkraft kommt es darauf an, den Ball in Drehung oder "Top Spin" zu versetzen, damit er beim Aufprall zur Seite oder flach und schnell nach vorne wegfliegt. Dies möchte ich untersuchen, indem ich einen Schläger auf ein sich horizontal drehendes Rad montiere und einen Ball aus einer bestimmten Höhe auf ihn fallen lasse. Mit einer Kamera wird dann untersucht, wie der Ball abgelenkt bzw. in Drehung versetzt wird.

31 Stand P09 Fachgebiet Physik Wie kühlt das Teewasser schneller ab? Joris Kleine (8) Paderborn coolmint.forscht Paderborn Marten Schäfer (8) Paderborn coolmint.forscht Paderborn Betreuung: Frau Löcke Ort der Projekterstellung: coolmint.forscht Wir möchten wissen, wie unser Teewasser am schnellsten abkühlt. Dafür haben wir Experimente mit unterschiedlich großen Löffeln aus unterschiedlichem Material und mit Gabeln durchgeführt. Damit die Versuche immer wiederholbar sind, haben wir einen Roboter gebaut, der für uns rührt.

32 Stand T01 Fachgebiet Technik Bremsautomat für einen Kinderwagen Jonas Berkemeier (14) Rinkerode Realschule St. Martin Sendenhorst Betreuung: Herr Burges Ort der Projekterstellung: Realschule St. Martin Auf Inlinern einen Kinderwagen schieben: Das kann sehr riskant sein. Stürzt der Inline-Fahrer, fährt der Kinderwagen unkontrolliert weiter. Auch wenn man mit dem Kinderwagen bergab fährt und die Kontrolle über den Wagen verliert, kann Schlimmes passieren. Ich möchte in einen Kinderwagen einen Bremsautomaten einbauen. Vater oder Mutter drücken während des Schiebens einen Knopf. Rollt der Wagen unkontrolliert weg, so dass der Knopf nicht mehr gedrückt werden kann, soll am Reifen des Kinderwagens ein Elektromagnet aktiviert werden. Der Wagen wird dann automatisch abgebremst.

33 Stand T02 Fachgebiet Technik Drohnen María Bos Pascual (12) Burjassot (Valencia) (SPANIEN) Deutsche Schule Valencia (Spanien) Jens Cravan Cisneros (13) Valencia (SPANIEN) Deutsche Schule Valencia (Spanien) Betreuung: Frau San Saturnino Ort der Projekterstellung: Deutsche Schule Valencia Unser Projekt besteht darin zu zeigen,dass man eine Drohne für wenig Geld herstellen kann, die aber trotzdem professionellen Drohnen gleichgestellt werden kann. Um nicht alle Materialien kaufen zu müssen, haben wir den Flugkörper aus Styropor gebaut. Wir hatten diesen Stoff gewählt, weil er widerstandsfähig und leicht ist. Außerdem mussten wir es nicht kaufen, da Styropor einfach als Verpackungsmaterial zu bekommen ist. Die Kufen haben wir aus Flaschen hergestellt, um die Landung sanfter zu machen. Die Materialien, die für den Bau unserer Drohne nötig waren, haben insgesamt 171 gekostet, während eine Drohne mit vergleichbaren Eigenschaften zw. 300 und 400 kosten würde.

34 Stand T03 Fachgebiet Technik Effiziente Bohrer : Bohrformen und Testverfahren Luca Mathäa (11) Haltern am See Joseph-König-Gymnasium Haltern am See Manuel Lentfort (12) Dülmen Clemens-Brentano-Gymnasium Dülmen Falk Babiel (10) Haltern am See Joseph-König-Gymnasium Haltern am See Betreuung: Frau Kasten Ort der Projekterstellung: Joseph-König Gymnasium Wir haben sehr viele verschiedene Bohrer mit LEGO-Technik gebaut. Uns interessiert, wie effizient diese jeweils arbeiten. Auch wenn wir die verschiedenen Formen mit LEGO-Technik angefertigt haben, lassen sich solche Bohrer anschließend für Mondfahrzeuge und ähnliche Zwecke aus stabilem und scharfem Metall bauen. Ein besonderes Problem ist es, gute Testverfahren zu entwickeln, um die Bohrer und ihre Effizienz zu erfassen. Wir haben deshalb im Sandkasten verschiedene Bohrversuche durchgeführt.

35 Stand T04 Fachgebiet Technik Fernsehen für zwei Elias Günthner (12) Euskirchen Städtisches St. Michael- Gymnasium Bad Münstereifel Anna Lieder (12) Euskirchen Städtisches St. Michael- Gymnasium Bad Münstereifel Leo Lenz (11) Bad Münstereifel Städtisches St. Michael- Gymnasium Bad Münstereifel Betreuung: Herr Bitterberg, Herr Plötzing Ort der Projekterstellung: Städt. St. Michael-Gymnasium Unser Ziel war es zu erreichen, dass zwei Personen auf demselben Fernseher zwei verschiedene Filme gleichzeitig schauen können. Wir haben uns dazu zunächst verschiedene Fernseher angesehen und sind auf 3D-Fernseher gestoßen, die mit Shuttertechnik funktionieren. Passend zu einem solchen Gerät wollten wir zwei Shutterbrillen so umbauen, dass die eine Brille komplett abdunkelt, während die andere durchsichtig bleibt. Dies sollte im Wechsel und abgestimmt mit dem Fernseher geschehen, so dass zwei Personen unterschiedliche Filme schauen können. Dies ist uns erfolgreich gelungen. Bis zum Landeswettbewerb, wollen wir es noch schaffen, dass die zwei verschiedenen Personen nicht nur unterschiedliche Videosignale sehen können, sondern auch zwei unterschiedliche Audiosignale hören können. Dazu planen wir zunächst Stereokopfhörer so umzubauen, dass jeder der beiden Zuschauer das zum Film passende Audiosignal in Mono hören kann.

36 Stand T05 Fachgebiet Technik Mehr Outputs, bitte! Felix Haschke (13) Borgholzhausen Peter-August-Böckstiegel- Gesamtschule Borgholzhausen Betreuung: Frau OSTR Oberröhrmann Ort der Projekterstellung: Privat/zu Hause Mein Ziel war es, mehr als 128 Ein-/ Ausgabekanäle mit einem einzigen Arduino und diversen Port-expandern anzusteuern, damit ich genügend Kanäle zur Steuerung meiner Modelleisenbahnanlage zur Verfügung habe. Das Problem dabei ist, dass das I²C-Protokoll, über das die Portexpander angesteuert werden, nur 3 Adress- Bits zulässt, sodass insgesamt nur 2³ = 8 unterschiedliche Portexpander verwendet werden können. Da jeder Expander 16 Ein-/Ausgabekanäle bereitstellt, können erst einmal nur insgesamt 128 Kanäle über einen einzelnen Arduino adressiert werden. Die von mir vorgeschlagene Lösung verwendet einen Portexpander als zusätzlichen Multiplexer, der über seine 16 Ausgabepins jeweils einen von 16 Slave-Portexpandern zur Adressierung über den Arduino auswählt, damit sind dann schon 16x16 = 256 Ein-/Ausgabekanäle machbar. Meine Lösung benötigt dabei nur drei I²C- Adressen, so dass weitere I²C-Geräte vom Arduino angesteuert werden könnten. Theoretisch wäre es sogar möglich, fünf weitere (also insgesamt sechs) Master-Portexpander anzuschließen, so dass dann 6x16x16 = 1536 Kanäle zur Verfügung stünden. Für den Präsentationstag habe ich einen Demonstrationsaufbau gebaut, mit dem deutlich wird, wie das Ganze funktioniert. Der Arduino verwendet dazu ein einstellbares Delay, so dass der Steuerungsablauf so stark verlangsamt werden kann, dass man sieht, was tatsächlich passiert.

37 Stand T06 Fachgebiet Technik Umweltfreundliche Ladestation für mobile Endgeräte Maurice Wirth (14) Hilden Helmholtz-Gymnasium Hilden Betreuung: Herr Dr. Pleschinger Ort der Projekterstellung: Helmholtz-Gymnasium Hilden Wer unterwegs Smartphones viel benutzt, erlebt oft, dass die vorhandene Akku-Kapazität nur für eine kurze Zeit reicht. Moderne Power Banks, die nicht viel größer als ein gewöhnliches Handy sind, ermöglichen unterwegs per USB-Anschluss das Aufladen von mobilen Endgeräten. Das Problem ist allerdings, dass die Energiereserven von Power Banks auch nur für eine stark begrenzte Anzahl von Ladevorgängen reichen. Deshalb kann es z.b. beim Zelten leicht passieren, dass die beiden vorhandenen Geräte -Handy und Power Bank- kurz hintereinander ihren Geist aufgeben. Da die handelsüblichen Power Banks dieses Problem nicht in Griff bekommen, haben wir uns in unserem diesjährigen Jugend forscht Projekt zum Ziel gesetzt, eine Power Bank zu entwickeln, deren Akku man unterwegs mit Hilfe von umweltfreundlichen, regenerativen Energiequellen laden kann und dadurch die Power Bank eine wesentlich längere Zeit, fern von Steckdosen, als mobile Ladestation für Endgeräte zur Verfügung steht.

38 Stand T07 Fachgebiet Technik Untersuchung Papierflieger: Welche Eigenschaften unterstützen den Weitflug? Oliver Jonas (10) Jülich GGS-Grundschule Jülich Koslar Jens Modrzynski (9) Jülich GGS-Grundschule Jülich Koslar Betreuung: Frau Rathmann Ort der Projekterstellung: GGS-Grundschule Jülich Koslar Wir möchten untersuchen, welche Materialeigenschaften und welche Falttechniken bei Papierfliegern zu einem besonders weiten Flug verhelfen. Aus der Menge von bestimmenden Eigenschaften und Falttechniken werden wir uns auf eine bestimmte Anzahl an Faktoren beschränken und Experimente mit Messungen durchführen. Hierzu müssen wir konstante Rahmenbedingungen, wie z.b. Luftzug, Abwurfhöhe, Abwurfwinkel und Abwurfkraft, schaffen, um anschließend klare Aussagen treffen zu können. Um die Abwurfeigenschaften konstant zu halten, planen wir den Bau einer Wurfmaschine. Weiterhin werden wir natürlich die Versuchsreihen mehrfach wiederholen, um auf Basis von Durchschnittsergebnissen unsere Aussagen treffen zu können.

39 Stand T08 Fachgebiet Technik Versatile Attraction Safety Bar System (Achterbahn-Rückhaltesystem- Sicherheitsbügel) Fabian Beinhoff (13) Viersen Clara-Schumann-Gymnasium Dülken Viersen Betreuung: Herr Dr. Beyen Ort der Projekterstellung: Clara-Schumann-Gymnasium Dülken Ich habe einen neuen Sicherheitsbügel für Achterbahnen entwickelt, der auf mehr Sicherheit und eine größere Zielgruppe ausgelegt ist. Dieser unterscheidet sich in einigen Punkten von einem herkömmlichen Sicherheitsbügel. Er verschließt nicht mit einem Rastensystem oder mit Hydraulikzylindern, sondern mit Elektromagneten. Diese haben den wesentlichen Vorteil, dass sie individuell anpassbar sind und man sie so verstärken kann, dass sie auf jeden Achterbahntypen oder abgestimmt werden können. Außerdem setzt das System auf eine "Golfschlägerform" im Haltebügel (mit Drehung unterhalb der Aufsitzfläche), welche eine nahezu optimale Auflage auf dem Schoß des Fahrgastes garantiert und ihn somit sicher und bequem in der Sitzschale hält. Zudem trägt sie zu einer verbesserten Sicherheit bei, da durch die Drehung unterhalb der Aufsitzfläche Verletzungen vorgebeugt werden können. Z.B. wenn sich ein Fahrgast ohnmächtig im Sitz befindet und der Bügel entriegelt, fällt der Insasse nicht nach vorne.