Jetzt anmelden. Bis 30.11.2015 auf jugend-forscht.de Heinrich-Lades-Halle, Rathausplatz, 91052 Erlangen jugend forscht & schüler experimentieren KURZFASSUNGEN Regionalwettbewerb Mittelfranken in Erlangen 2016 Wettbewerbsleiter: Karlheinz Thoma Patenbeauftragter: Michael A. Müller KURZFASSUNG jugend forscht Mathematik / Informatik Markus Osterchrist (18) Hans-Sachs-Gymnasium Nürnberg Stand: 1 Der goldene Schnitt Allgemeines und experimentelle Bestimmung In meinem Projekt habe ich 275 Personen vermessen, um zu beweisen, dass der goldene Schnitt - ein hochmathematisches Phänomen - selbst beim Menschen seine Anwendung findet. Dazu wurde die gesamte Körpergröße der jeweiligen Personen durch die Strecke von den Füßen bis zum Bauchnabel geteilt. Das Ergebnis zeigt Beeindruckendes. Außerdem gehe ich in meinem Projekt auf allgemeines über den goldenen Schnitt ein. KURZFASSUNG jugend forscht Mathematik / Informatik Benedikt Werner (17) Dürer-Gymnasium Nürnberg Stand: 2 Programm zur automatischen Erfassung von Umfragen Ich habe ein Programm entwickelt, welches eingescannte Umfragen möglichst genau und schnell automatisch auswertet, um das zeitaufwändige Auswerten von Hand zu ersetzen. Im Anschluss habe ich das Programm ausgiebig getestet und Fehlerquote und Auswertungszeit mit dem manuellen Auswerten verglichen. Das Programm wurde in der Programmiersprache Java geschrieben. Zum Testen habe ich verschiedene Fragebögen aus dem Schulalltag und spezielle, selbst erstellte benutzt. KURZFASSUNG jugend forscht Mathematik / Informatik Tuba Cörüt (18) Dürer-Gymnasium Nürnberg Stand: 3 Das Toiletten-Spiel: Welche Kabine wird auf öffentlichen Toiletten am häufigsten benutzt? Die Situation ist jedem von uns bekannt: Während des Einkaufs drückt es mal, so dass eine öffentliche Toilette aufgesucht werden muss - auch wenn man diese normalerweise wegen mangelnder Hygiene nicht betreten würde-. Die einen gehen gleich in die Toilettenkabine, die vom Eingang aus am schnellsten zu erreichen ist. Die anderen begeben sich in das hinterste Eck oder achten auf die Sauberkeit und Verfügung von Klopapier. Im Endeffekt sucht sich jeder, unter den vorhandenen Toilettenkabinen, seine "Lieblingskabine" aus. Doch welche Kabine wird von den meisten bevorzugt bzw. welche Toilettenkabine wird auf öffentlichen Toiletten am häufigsten in Nutzung genommen? Um diese Fragen beantworten zu können, wurden zwei Umfragen am DürerGymnasium Nürnberg durchgeführt, in welchen im März 2015 und Juli 2015 SchülerInnen und LehrerInnen verschiedener Altersgruppen befragt wurden. Die jeweiligen Ergebnisse bzw. Hypothesen wurden im Nachhinein mit Hilfe eines Hypothesentest überprüft. KURZFASSUNG jugend forscht Mathematik / Informatik Johannes Protiwa (17) Dürer-Gymnasium Nürnberg Stand: 4 Was ist im Schachspiel wirklich von Bedeutung? Ich habe in meinem Projekt in insgesamt 200 Schachpartien untersucht, wann und wie oft die einzelnen Figuren gezogen werden. Hierbei habe ich ein besonderes Augenmerk auf Unterschiede zwischen Sieger und Verlierer gelegt. Außerdem habe ich die Figuren, die am Ende übrig waren, gezählt und geschaut, wer am Ende einer Partie mehr Figuren hat: Sieger oder Verlierer. Des Weiteren habe ich untersucht, auf welche Felder des Schachbretts am häufigsten gezogen wurde. Bei allen meinen Statistiken habe ich einen Unterschied zwischen Amateuren (100 Partien) und Profis (ebenfalls 100 Partien) gemacht. KURZFASSUNG schüler experimentieren Mathematik / Informatik Annkathrin Elisabeth Henges (14) Gymnasium Wendelstein Stand: 5 Perspektivendetektor Der Perspektivendetektor dient zur genauen Ermittlung von linearperspektivische Stukturen von Bildwerken aller Art. Mit einfachen geometrischen Mitteln kann der Nutzer die Perspektiven im Bild überprüfen, ermitteln und nachvollziehen. Bei der Anwendung können optische Täuschungen aufgedeckt oder Werkphasen von Künstlern unterschieden werden. Der Perspektivendetektor eignetet sich zur Untersuchung jeglicher Abbildung. Er setzt sich zusammen aus einer einfachen Apparatur und einer Bedienungsanleitung für die Nutzung. KURZFASSUNG jugend forscht Mathematik / Informatik Julian Klöss (15) Paul-Pfinzing-Gymnasium Hersbruck Stand: 6 Webinterface für den RaspberryPi Zuerst wollte ich die Jalousien über einen RaspberryPi steuern, sodass diese im Verhältnis zum Lichteinfall optimal gestellt werden. Dazu mussten Lichtsensoren ausgewertet werden. Dadurch wurde es nötig, diese an einem zentralen Punkt zu verwalten. Dadurch kam mir in den Sinn, dass ich daraus gleich eine Lösung entwickeln kann, die nicht nur Jalousien, sondern alle digitalen Stecker des RaspberryPi ansteuern kann und dabei die gemessenen (Sensor-) Daten eines Analog-Digital-Umwandlers grafisch aufbereiten und darstellen kann. Beim Messen der Spannung werden die analogen Messwerte zuerst in digitale umgerechnet. Diese werden dann, zusammen mit der aktuellen Zeit, in einer Datenbank gespeichert. Die Website greift auf diese Daten zu und stellt sie für den Benutzer in Form von Diagrammen dar. Beim Ansteuern eines Steckers muss der Benutzer auf der Benutzeroberfläche zuerst einen Wert HIGH oder LOW (Strom an oder aus) und einen Stecker auswählen. Diese Auswahl wird dann wieder an eine Datenbank geleitet, auf welche wiederum ein Programm zugreift, welches den gewählten Wert am jeweiligen Stecker einstellt. Nun kann man mit Hilfe dieser Plattform sowohl Messwerte darstellen, sowie auf diese in einer zentralen Datenbank zugreifen und für andere Anwendungen verwenden. Ebenso ist es nun jedem möglich, die Pins des RaspberryPi´s aus der Ferne über das Internet zu steuern und so z. B. eigene Smart-Home Anwendungen zu realisieren (beispielsweise Lichter schalten, Rollläden hoch-/runterlassen). KURZFASSUNG jugend forscht Mathematik / Informatik Nicole Pröbster (18) Gymnasium Hilpoltstein Stand: 7 Geometrische, statistische und analytische Bestimmung der Kreiszahl Pi In meiner Arbeit „Geometrische, statistische und analytische Bestimmung der Kreiszahl Pi” geht es darum, mit einfachen Mitteln und auf verschiedenste Weise die Pi zu bestimmen. Des Weiteren wird ein Blick auf die Geschichte der Zahl Pi geworfen, und der Frage nachgegangen, ob man Pi abschaffen sollte. Neben einigen Kuriositäten liegt der Schwerpunkt meiner Arbeit jedoch auf der Annäherung dieser besonderen Zahl. Hierzu sollen drei verschiedene Methoden betrachtet werden: 1. Geometrische Annäherung, z.B. über die Näherungskonstruktion von Kochanski 2. Statistische Möglichkeiten, wie das Buffon'sche Nadelproblem 3. Analytische Bestimmung, unter anderem durch Vietas Produktformel Pi ist ohne Zweifel eine der bedeutsamsten Zahlen der Mathematik, die den Menschen schon immer faszinierte, denn: „Pi, das ist nicht nur eine Ansammlung von Zufallszahlen. Pi ist eine Reise, eine Erfahrung besonderer Art.“ (Antranig Basman) KURZFASSUNG jugend forscht Geo- und Raumwissenschaften Sebastian Deinhardt (17) Gymnasium Hilpoltstein Stand: 8 Strömungsmechanik an Fischaufstiegsanlagen Fischaufstiegsanlagen sind extrem wichtig für den Fischbestand. Querbauten in Flüssen schränken den Lebensraum der Fische ein. Ohne die Fischaufstiegsanlagen ist es den Fischen unmöglich, zu ihren Laichgebieten zu schwimmen. Außerdem verenden viele Fische in den Turbinen von Wasserkraftwerken. Ich werde Fischaufstiegsanlagen und dabei besonders Fischtreppen in meiner Region physikalisch betrachten. Mein Ziel ist es vor allem, strömungsmechanische Versuche und Messungen durchzuführen und auszuwerten. Hierzu wende ich meine theoretischen Kenntnisse bezüglich der Kontinuitätsgleichung bzw. der Bernoulligleichung an. Eine Herausforderung wird es sein, ein Modell einer Fischtreppe zu entwickeln und zu bauen, das für die Fische "ideal" ist. Mit dieser Arbeit versuche ich einen kleinen Teil zum Naturschutz beizutragen, frei nach dem Motto: „Erst wenn der letzte Baum gerodet, der letzte Fluss vergiftet, der letzte Fisch gefangen ist, werdet ihr feststellen, dass man Geld nicht essen kann.” KURZFASSUNG jugend forscht Geo- und Raumwissenschaften Simon Stadlinger (16); Niclas Popp (16) Georg-Wilhelm-Steller-Gymnasium Bad Windsheim Stand: 9 Wetterballon Das Projekt besteht darin, einen Wetterballon zu bauen, der mittels Arduino UNO bzw. MEGA Klima- (Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Luftdruck) und Bewegungsdaten sammelt. Bislang wurden bereits zwei Testflüge des mit Helium gefüllten Prototypen durchgeführt. Weitere Tests sowie die Auswertung der Daten stehen noch aus. Ziel des Projekts ist es die notwendigen Erkenntnisse und Erfahrungen zu sammeln, um einen Stratosphärenflug planen zu können. KURZFASSUNG jugend forscht Geo- und Raumwissenschaften Tristan Benke (17) Dürer-Gymnasium Nürnberg Stand: 10 Die Todesstrafe im weltweiten, geographisch-raumwissenschaftlichen Vergleich Ich untersuche, ob es Zusammenhänge zwischen dem Vorhandensein der Todesstrafe und verschiedenen geographischen und anderen Faktoren in verschiedenen Ländern der Welt gibt. Im einzelnen wertete ich die Jahresdurchschnittstemperatur, den Längen- und Breitengrad der Hauptstadt eines Landes, die Einwohnerzahl pro km², die vorherrschende Religion, den Zeitpunkt der Souveränität, die aktuell vorhandene Staatsform und das BIP pro Kopf in einem Land aus und konnte erstaunliche Zusammenhänge feststellen. KURZFASSUNG jugend forscht Geo- und Raumwissenschaften Andrea Seidler (14); Valentin Schönweiß (15); David Nocon (15) Städtische Bertolt-Brecht-Schule Nürnberg - Gymnasium Stand: 11 Mikroplastikpartikel im Meer/Wasser Wir beschäftigen uns mit dem Thema " Mirkroplastik im Wasser ". Auf der Insel Helgoland haben wir mit einer Wasserprobe aus der Nordsee herausgefunden, dass man mit einem Lichtmikroskop nicht in der Lage ist Plankton bzw. organisches Material von Mikroplastikpartikel unterscheiden zu können. Mit verschiedenen Methoden haben wir versucht die Mikroplastikpartikel aus dem Wasser zu bekommen. Außerdem haben wir mit verschiedenen Kosmetikartikeln, in denen Mikroplastik enthalten ist Versuche durchgeführt. KURZFASSUNG jugend forscht Biologie Sarah Distler (17) Paul-Pfinzing-Gymnasium Hersbruck Stand: 12 Insekten in Nisthilfen mit dem Schwerpunkt Wildbienen Wildbienen tragen durch die Bestäubung vieler Pflanzenarten maßgeblich zum Bestand von Tier- und Pflanzenarten, aber vor allem auch von uns Menschen bei und sind damit unverzichtbar für alle Lebewesen auf der Erde. In dieser Arbeit geht es um die Beobachtung von drei unterschiedlichen Insektenhotels, die Auswertung sowie die Bestimmung der dort lebenden Insekten, hauptsächlich Hautflügler mit der Spezialisierung auf Wildbienenarten und um die Faktoren, welche zum Auftreten oder auch Nichtauftreten von Wildbienen bzw. anderen Insekten wie Wespen verantwortlich sind. Es wird die Effektivität und der Nutzen der beobachteten Nisthilfen verglichen und aufgezeigt. KURZFASSUNG schüler experimentieren Biologie Aaron Jänsch (12); Luis Walpert (12) Laurentius-Gymnasium des Evang.-Luth. Diakoniewerkes Neuendettelsau Stand: 13 Aufzucht fleischfressender Pflanzen Unsere Frage war, wie fangen einzelne fleischfressende Pflanzen ihre Beute. Wir haben uns verschiedene fleischfressende Pflanzen besorgt und sie aufmerksam beobachtet und anschließend aus verschiedenen Materialien Modelle gebaut um zu verstehen wie diese Pflanzen leben. Wir haben herausgefunden, dass fleischfressende Pflanzen auf ganz unterschiedliche Weise ihre Beute fangen z.B. der Sonnentau hat auf seinen Blättern eine klebrige Substanz an denen Insekten hängen bleiben und außen verdaut werden. Die Venusfliegenfalle fängt die Insekten indem sie zuschnappt wenn sie auf ihr landen. KURZFASSUNG jugend forscht Biologie Sina Dornberger (17) Hans-Sachs-Gymnasium Nürnberg Stand: 14 Vergesellschaftung von Giraffen und Straußen im Nürnberger Tiergarten Ich habe mich im Nürnberger Tiergarten mit den Beobachtungen zu Giraffen und Straußen befasst. Hierbei wurde die Gehegenutzung der Tiere aufgezeichnet und beobachten inwiefern die Tiere miteinander umgehen und ob sogar Interaktionen zwischen zwei Tierarten in einem Gehege stattfinden können. Dies wurde im Rahmen der W-Seminararbeit durchgeführt. KURZFASSUNG schüler experimentieren Biologie Ramona Wedel (14); Lea Kauffmann (13) Gymnasium Eckental Stand: 15 Daphnien - Wie züchtet man sie am besten? Willkommen in der Welt der Wasserflöhe Fast jeder wünscht sich ein Haustier. Manchen entspricht ein Hund, manchen eher eine Katze doch Wasserflöhe? Auf diese Idee kommt niemand, aber warum? Die Daphnien, so heißen Wasserflöhe bei Wissenschaftlern, sind bekannt als Futtertiere verschiedener Fische u.Ä., da sie pflegeleicht sind und sich außerdem sehr schnell vermehren, was sie für dieses Schicksal perfekt macht. Nun wollen wir versuchen herauszufinden, wie man sie am besten am Leben hält und für ideale Bedingungen sorgt. Um die geeigneten Bedingungen zu ermitteln wollen wir sie z.B. bei verschiedenen Temperaturen halten, ihnen unterschiedliches Futter geben und für andere Lichtverhältnisse sorgen. Um unsere Ergebnisse zu ermitteln nehmen wir Stichproben von dem Wasser und vergleichen diese um die beste Art und Weise des Züchtens herauszufinden und voraussichtlich machen wir nächstes Jahr wieder bei „Jugend forscht“ mit, wo wir unsere Forschungsergebnisse wiederverwenden können. KURZFASSUNG jugend forscht Biologie Lea Hueber (17) Gymnasium Hilpoltstein Stand: 16 Pflanzen als natürliche Bakterizide Gerade in der heutigen Zeit wird sehr schnell zu synthetisch hergestellten Medikamenten gegriffen, die teils starke Nebenwirkungen haben, welche man durch natürliche Bakterienkiller, wie Pflanzen verhindern könnte. In meiner Seminararbeit wird die Frage, ob nicht die Natur die beste Apotheke ist versucht zu beantworten. Mithilfe des Hemmhoftests wird versucht die bakterizide Wirkung verschiedener Pflanzenextrakte zu beweisen. Getestet wird dies anhand des Bakteriums Escherichia coli (Stamm K12). Unter anderem werden die Agarplatten selbst hergestellt, sowie ein Großteil der Pflanzenextrakte. KURZFASSUNG jugend forscht Biologie Vasudeva Albert (14); Fabian Bammes (15) Ohm-Gymnasium Erlangen Stand: 17 Biogas aus dem Kochtopf Alternative Energien werden ein immer wichtigeres Thema in unserer heutigen Zeit. Unsere aktuelle Energieversorgung, die sich überwiegend aus nicht erneuerbaren Quellen speist, steht in absehbarer Zeit vor einem großen Engpass. Deshalb ist es wichtig, für neue Möglichkeiten der Energiegewinnung zu sorgen. In unserem Projekt wollen wir durch den Bau einer eigenen Biogasanlage effiziente Möglichkeit aufzeigen, bereits im kleinen Maßstab regenerative Energieumwandlung durchzuführen. Hierbei soll auch das Bewusstsein gegenüber der Energieversorgungsproblematik und die Erarbeitung von zukünftigen Lösungsmöglichkeiten gestärkt werden. KURZFASSUNG jugend forscht Biologie David Hörath (18) Gymnasium Hilpoltstein Stand: 18 Wärmehaushalt im Bienenstock Bienen - kleine Insekten die eine große Rolle in der Natur spielen. Jedoch können diese faszinierenden Tierchen weitaus mehr, als Honig herstellen und Blüten bestäuben. Mein Ziel ist es durch Wärmemessungen in einer Bienenwabe das physikalisch ausgeklügelte Heiz und Kühlsystem der Bienen aufzuzeigen, die damit ihren Stock auf einer konstanten Temperatur halten. KURZFASSUNG schüler experimentieren Biologie Anne Brandmeier (13); Franziska Hann (12) Wilhelm-Löhe-Schule Nürnberg Evang. kooperative Gesamtschule - Gymnasium Stand: 19 Einfluss von Kaffee und Tee auf die Keimung von Kresse Wir wollen untersuchen, ob die Keimung von Kresse (Lepidium sativum) durch verschiedene Untergründe und Gießflüssigkeiten beeinflusst wird. Da Kaffeesatz von Vielen als Pflanzendünger eingesetzt wird, möchten wir herausfinden, ob dadurch auch die Keimung gefördert werden kann. Außerdem interessiert uns der Vergleich mit Tee. Die Vorversuche auf Kaffeepads schimmelten, genauso wie auf Teebeuteln, während bei den Ansätzen auf Erde und Kaffeefiltern die Kressesamen keimten. Wir glaubten, dass der Kaffee und der Tee in den Pads bzw. Beuteln zu stark gepresst ist. Deshalb schnitten wir die Teebeutel und Kaffeepads auf. Nun säen wir je 15 Kressesamen in Petrischalen auf Kaffee, Kaffeesatz, „Tee-Satz“, Erde und Kaffeefilter und gießen sie jeweils mit Wasser, Kaffee oder Tee. Um den Einfluss von Koffein zu untersuchen, verwenden wir zusätzlich zum normalen Kaffee noch koffeinfreien. KURZFASSUNG schüler experimentieren Biologie Raphael Schuster (13); Daniel Adam(13); Patrick Sameth (13) Gymnasium Hilpoltstein Stand: 20 Lebensweise des Edelkrebses Wir wollen den Edelkrebs (lat. Astacus astacus) mithilfe eine Aquariums untersuchen. Ziel ist es, die besten Lebensbedingungen für den Edelkrebs zu finden: z.B. pH-Wert, Futter, Temperatur des Wassers. Außerdem werden wir bestimmte Aktionen wie die Häutung oder das Drohverhalten filmen. Sein Vorkommen in und um Hilpoltstein möchten wir recherchieren bzw. kartieren. Die Geschichte des Flusskrebses ist ebenfalls interessant. KURZFASSUNG schüler experimentieren Biologie Markus Gerber (14) Emil-von-Behring-Gymnasium Spardorf Stand: 21 Leuchtende Natur: Biolumineszenz In diesem Projekt untersuchen wir zum Beispiel die Biolumineszenz bei Tieren. In den letzten Wochen zermörserten wir bereits tote Leuchtkrebse und übergossen sie anschließend mit Wasser, sodass die Überreste der Leuchtkrebse anfingen zu leuchten. Auch haben wir festgehalten, welche Bedingungen (zum Beispiel Temperatur) besser und welche schlechter sind, um die Leuchtkrebse heller Leuchten zu lassen. In den nächsten Wochen werden wir voraussichtlich weitere Beispiele zur Biolumineszenz betrachten. KURZFASSUNG jugend forscht Biologie Kassian Berthold (17) Willstätter-Gymnasium Nürnberg Stand: 22 Behandlung von Saccharomyces cerevisiae mit auf Candida albicans wirksamen Antimykotika Candida albicans, ein häufig vorkommender, humanpathogener Pilz kann unter anderem Mundsoor auslösen. Da die Arbeit mit dem Pilz nicht ungefährlich ist, soll in der vorliegenden Arbeit überprüft werden, ob für Forschungen Saccharomyces cerevisiae, die harmlose, handelsübliche Bäckerhefe als ungefährlicher Modellorganismus verwendet werden kann. Dazu wird auf Agarplatten Saccharomyces cerevisiae unter anaeroben Bedingungen angezüchtet und wird schließlich mit Pulverhäufchen der auf Candida albicans gut wirksamen Antimykotika Itraconazol, Amphotericin B und Nystatin behandelt. Bei Bildung von Hemmhöfen um die Antimykotikahäufchen ist die Wirksamkeit dieser Antimykotika auf Saccharomyces cerevisiae bewiesen. Durch die Ähnlichkeit der Reaktion von Saccharomyces cerevisiae auf diese Medikamente kann man eine Ähnlichkeit der beiden Organismen ableiten und zur Erschließung neuer Antimykotika gegebenenfalls Saccharomyces cerevisiae als Modellorganismus für Candida albicans einsetzen. Als Ergebnis der Forschung ist eine gewisse Ähnlichkeit zwischen Candida albicans und Saccharomyces cerevisiae festzustellen, die aber bei weitem nicht ausreicht um Saccharomyces cerevisiae als Modellorganismus in jeder auf Candida albicans bezogene Forschung anzuwenden. KURZFASSUNG schüler experimentieren Biologie Dora Posilovic (13); Emily Friedrich (12); Emma Hasse (12) Gymnasium Eckental Stand: 23 Operation Banana - Wie lange bleibt Obst frisch Unsere Mütter haben behauptet, dass Früchte schneller alt werden, wenn sie in der Nähe von Äpfeln liegen. Wir wollten überprüfen, ob das stimmt und ob das auch mit anderen Kombinationen klappt. Welche Früchte wollen wir untersuchen? Wir haben uns auf die Kombinationen: Banane-Apfel, Banane-Birne, Banane-Tomate und Banane-Grapefruit geeinigt. Unter welchen Bedingungen? Wir haben uns auf Kühlschrank, Raumtemperatur und Heizungskeller verständigt. In welchen Abständen untersuchen wir unsere Früchte? Weil wir unter der Woche Schule haben, haben wir uns für die Uhrzeiten 7.00 Uhr früh und 19.00 Uhr am Abend entschieden. Nach all diesen Entscheidungen schauten wir alle 12 Stunden nach unseren „Schützlingen“ und dokumentierten sorgfältig die Ergebnisse. Wir führten unsere Experimente mehrmals durch, damit wir wissen ob die Geschwindigkeit der Reifung der Früchte nur Zufall ist oder ob die Ergebnisse sich wiederholen lassen. KURZFASSUNG jugend forscht Biologie Lisa Claußen (18) Hans-Sachs-Gymnasium Nürnberg Stand: 24 Sozialverhalten bei Przewalski Pferden im Tiergarten Nürnberg Nicht nur in der heutigen Zeit sind Pferde von Interesse für den Menschen. Ob es nun als „Sportgerät“ bei Dressur und Springreiten oder als treuer Freund und Wegbegleiter gesehen wird, bleibt jedem selbst überlassen. Festzuhalten ist jedoch dass alle verschiedenen Pferde Arten einen gemeinsamen Vorfahren haben – das Urwildpferd. Die Tiere mit dem lateinischen Namen Equus przewalskii sind wohl besser bekannt als Przewalski Pferde. Im Tiergarten Nürnberg erfreuen sie sich großer Beliebtheit, vor allem der jährliche Nachwuchs fällt dabei ins Auge. Die zwei Altersgruppen der Fohlen scheinen unterschiedlich viel Kontakt zu anderen Tieren ihrer Herde zu haben. Nun ist anzunehmen, dass das Sozialverhalten der Jungtiere abhängig von ihrem Alter ist. Sprich je älter die Fohlen werden, desto weniger fixieren sie sich auf das Muttertier und die anderen Jungtiere und desto mehr schließen sie sich der Gruppe adulter Tiere an. Dieser Hypothese soll in dieser Arbeit auf den Grund gegangen werden. KURZFASSUNG schüler experimentieren Arbeitswelt Tabea Ahner (14); Maxina Fürsattel (11) Gymnasium Eckental Stand: 25 Fleck-Weg-Check Um für jede Art von Fleck vorbereitet zu sein, besitzt jede Hausfrau ein ganzes Regal von verschiedenen Entfernungsmitteln, z.B. Fleckenteufel. Ist das wirklich nötig? Reicht vielleicht ein Mittel gegen den größten Teil von Flecken aus? Wenn ja, welches? Helfen alte Hausfrauentricks vielleicht besser? All diese Fragen beschäftigen uns und wir suchen Antworten auf diese. Dazu haben wir helle, ausrangierte Stoffe mit acht Substanzen befleckt. Unser Plan ist, jeden Fleck mit verschiedenen bekannten Putzmitteln zu bearbeiten. Glücklicherweise ist uns das Buch „Geranien & Kaffeesatz“ in die Hände gekommen, denn in diesem sind allerlei Tipps für Hausfrauen enthalten. Besonders interessieren uns natürlich diese, welche mit Fleckenentfernung zu tun haben und deshalb haben wir uns vorgenommen diese einmal auszuprobieren. Wir konnten bereits einige Rotweinflecken entfernen und hoffen auf weitere Erfolge. KURZFASSUNG jugend forscht Arbeitswelt Jonathan Stein (15); Korbinian Müller (15) Ohm-Gymnasium Erlangen Stand: 26 Auswirkungen von Videospielen auf die kognitiven Fähigkeiten Steigern Videospiele unsere Aufmerksamkeit ? Oder senken sie unser Empathievermögen? Wir finden es für euch heraus. Mit unserer Studie "Auswirkung von Videospielen auf die kognitiven Fähigkeiten" zeigen wir auf, wie sich Videospiele auf die Reaktionsgeschwindigkeit, den EQ Wert und auf die dreidimensionale Wahrnehmung der Testpersonen auswirken. In den Kategorien First Person Shooter, Sportsimulation und Open World wurden, abhängig von der Regelmäßigkeit des Spielkonsums, die Probanden anhand verschiedener Test auf ihre Reaktionszeit, ihren emotionalen Quotienten und ihre räumliche Wahrnehmung getestet. Diese Testergebnisse wurden von uns verwertet und vergleichend gegenübergestellt. KURZFASSUNG schüler experimentieren Arbeitswelt Anke Mosbrugger (14); Carolin Klein (14) Wilhelm-Löhe-Schule Nürnberg Evang. kooperative Gesamtschule - Gymnasium Stand: 27 Intelligenter Kühlschrank In den Medien hört man oft von dem auf der IFA vorgestellten ´intelligenten Kühlschrank´, der mit RFID-Technik funktioniert. Doch muss man sich gleich einen neuen Kühlschrank kaufen, nur damit dieser weiß, was sich darin befindet? Daher wollen wir einen Nachrüstsatz auf RFID-Basis entwickeln, um normale Kühlschränke mit vergleichbaren Fähigkeiten auszustatten, wie sie intelligente Kühlschränke bereits haben. Da es bis heute noch keine mit RFID-Chips versehene Lebensmittel gibt, müssen wir momentan auch die gekauften Lebensmittel mit selbst beschriebenen RFID-Chips versehen. Dazu planen wir ein Programm, damit die Informationen der Chips direkt auf den Computer oder das Handy gelangen. Eine automatische Einkaufsliste zu haben, um auch von unterwegs zu wissen, was sich noch alles im Kühlschrank befindet und wie lange es haltbar ist, bietet viele Vorteile, vor allem für ältere Leute, Singles und Berufstätige. So würden weniger Lebensmittel verderben, die sonst entsorgt werden müssten. KURZFASSUNG schüler experimentieren Arbeitswelt Jakob Arnold (12); Philipp Marx (11); Philipp Wirt (11) Dürer-Gymnasium Nürnberg Stand: 28 Welche Bremslichtfarbe ist am besten? Wir testen mit einem selbstprogrammierten Scratch-Programm, auf welche Farbe der Mensch am schnellsten reagiert. Unser Programm wählt zunächst per Zufallsgenerator die erste von sieben verschiedenen Farbe aus. Diese leuchtet auf und gleichzeitig beginnt eine Stoppuhr zu laufen. Durch das Drücken der Taste "0" (rechts bei den Ziffern) wird die Reaktionszeit angezeigt. Diese wird gemeinsam mit der Farbe notiert. Die Idee dahinter ist herauszufinden, ob die Farbe Rot tatsächlich als Bremslicht sinnvoll ist. Wir auch untersucht, ob ein heller oder dunkler Hintergrund eine Rolle spielen. Außerdem haben wir ein Diagramm mit Trendlinie erstellt, worauf man sieht, ob sich die Reaktionszeit mit dem Alter verändert. KURZFASSUNG schüler experimentieren Arbeitswelt Matteo Döbler (14) Gymnasium Hilpoltstein Stand: 29 Handyladung überall Das Handy mitten in der Natur ohne Kabel aufladen? Am Fahrrad wird mithilfe eines Dynamos Strom erzeugt, der durch eine Schaltung fließt. Die Schaltung ändert die Wechselspannung des Dynamos in eine Gleichspannung. Über einen USB-Port läuft der Strom in einen QI4-Charger (kabellose Aufladung): der QI4-Charger lädt das Gerät / Handy über eine Magnetspule auf. Wir möchten folgende Eigenschaften des Geräts erforschen: - Wirkungsgrad - Ladezeit - Mindestgeschwindigkeit des Fahrradfahrers - Vergleich von drahtlosem mit herkömmlichen Laden KURZFASSUNG jugend forscht Physik Henry Winner (18) Dürer-Gymnasium Nürnberg Stand: 30 Bau und Test eines Rubens’schen Flammenrohrs In meiner Arbeit beschäftige ich mich mit dem Rubens'schen Flammenrohr. Dieser physikalische Versuch wurde erstmals 1905 von dem deutschen Physiker Heinrich Rubens beschrieben und durchgeführt. Hierbei wird eine waagrechte Röhre mit brennbarem Gas befüllt, in ihr befinden sich oben in kleinem, gleichmäßigem Abstand sehr kleine Löcher, aus denen das Gas gleichmäßig ausströmt. Dieses wird nun entzündet. Durch einen Lautsprecher mit Frequenzgenerator an einem Ende der Röhre wird das Gas zum Schwingen gebracht, dadurch bilden sich bei der Resonanzfrequenz sogenannte stehende Wellen aus. Diese Wellen werden in der Flammenhöhe abgebildet. Das Rubens’sche Flammenrohr kann verwendet werden, um zu beweisen, dass Schall eine Schwingung des Übertragungsmediums ist. Ich möchte ich herausfinden, ob es mir möglich ist, selbst ein funktionierendes Flammenrohr zu konstruieren. Dann möchte ich deutliche stehende Wellen nach vorher berechneten Resonanzfrequenzen erzeugen. KURZFASSUNG jugend forscht Physik Katharina Regnet (18) Gymnasium Hilpoltstein Stand: 31 Physik der Heuschrecke Auf den ersten Blick scheint die Heuschrecke ein doch recht unauffälliges und unspektakuläres Insekt zu sein. Doch wenn man sie physikalisch betrachtet, wird man erkennen, was eigentlich in ihr steckt. Stridulation – also das typische „ Gillen“ und Zirpen – hat jeder schon einmal gehört und sich nicht viel dabei gedacht. Doch dahinter steckt eine Technik, welche der Heuschrecke wie ein körperintegriertes Instrument schenkt. Aber sie kann nicht nur Zirpen, sondern auch auf verschiedenste Weisen fortbewegen. Krabbeln, springen und dazu auch noch fliegen. Ich werde auf die genaue Untersuchung des Sprunges meinen Scherpunkt legen und mit Hilfe von Zeitlupenaufnahmen und der Formel des schiefen Wurfes versuchen diesen zu analysieren. Zudem ist mein Ziel, alles Beeindruckende der Heuschrecke anhand meiner Arbeit zum Vorschein zu bringen. KURZFASSUNG jugend forscht Physik Johannes Weppler (15) Hans-Sachs-Gymnasium Nürnberg Stand: 32 Untersuchung von Mineralien unserer Umgebung im Hinblick auf natürliche Radioaktivität Da man in den Medien in letzter Zeit viel über das Thema Radioaktivität hört und liest und ich mich grundsätzlich für das Thema interessiere, habe ich mich entschieden, ein Projekt zum Thema „natürliche Radioaktivität von Gesteinen unserer Umgebung“ einzureichen. Bei meinen Voruntersuchungen fand ich heraus, dass, wie oft, die Wirkung von der Dosis abhängt und dass radioaktive Strahlung allein gar nicht so gefährlich ist. Ich möchte nun verschiedene Proben sammeln und sie auf ihre Radioaktivität hin untersuchen. Während erster Nachfragen stellte es sich heraus, dass es relativ schwierig war, an genügend geeignetes Material zu gelangen, also wandte ich mich an das Naturhistorische Museum Nürnberg mit der Frage, ob ich deren Sammlung an Mineralien auf Radioaktivität hin untersuchen könne. Erfreulicherweise wurde mir zugesagt. In erster Linie möchte ich herausfinden, ob die Gesteine überhaupt radioaktiv strahlen und wie man diese Strahlung am besten abschirmen kann. KURZFASSUNG schüler experimentieren Physik Christopher Baraniewicz (13) Gymnasium Hilpoltstein Stand: 33 Untersuchung von Tornados und Wasserstrudel Wir untersuchen anhand eines Modells wie Wasserstrudel entstehen. Mit einem weiteren Modell untersuchen wir die Luftströme, die die Entstehung eines Tornados ermöglichen. Zudem beobachten wir, welche Materialien durch die Luft im Tornado herumgewirbelt werden. KURZFASSUNG schüler experimentieren Physik Emily Karsch (13) Hans-Sachs-Gymnasium Nürnberg Stand: 34 Elektrosmog beim Handy Ich habe gehört, dass Elektrosmog schädlich sein soll und womöglich sogar krank machen soll. Aus diesem Grund möchte ich herausfinden, wie viel Elektrosmog von meinem Handy ausgeht. Dazu werde ich elektromagnetische Wellen (Strahlung und Frequenz) messen und auch in Funktion mit unterschiedlichen Betriebsarten wie Bluetooth, WLAN, usw. vergleichen. KURZFASSUNG jugend forscht Biologie Sabrina Krause (17) Hans-Sachs-Gymnasium Nürnberg Stand: 35 Gehegenutzung der Eisbärin und ihres Jungtiers Die Eisbären im Tiergarten Nürnberg wurden zwecks ihrer Gehegenutzung beobachtet. Hierzu wurden zwei unterschiedliche Beobachtungsmethoden gewählt. Der Zeitraum der Beobachtungen zog sich von Mai bis September 2015. Es wurde die These aufgestellt, dass die Eisbärin und ihr Jungtier das Gehege komplett gleichmäßig ausnutzen. Anhand der Beobachtungsergebnisse, wurde diese These jedoch widerlegt. Beide Eisbären nutzen einen bestimmten Gehegeteil deutlich mehr. Dies liegt vor allem daran, dass in diesem Abschnitt die Nahrungsaufnahme vermehrt stattfindet. KURZFASSUNG schüler experimentieren Biologie Annina Riedel (10); Marlene Krügl (11) Hans-Sachs-Gymnasium Nürnberg Stand: 36 Stabilität von Pflanzen Wir wollen die Stabilität von Pflanzen testen. Dabei wollen wir sowohl die Zug- und auch Tragfähigkeit testen. Dabei werden wir Blätter verschiedener Pflanzen testen. Danach werden wir die Zellen der Pflanzen mit einem Mikroskop untersuchen und schauen ob die Zellen von stabilen Pflanzen anders aufgebaut sind als die nicht so stabilen Pflanzen. KURZFASSUNG jugend forscht Biologie Katharina Langer (17) Paul-Pfinzing-Gymnasium Hersbruck Stand: 37 Untersuchung der Libellenfauna an den Weihern der Fuchsau In der Arbeit wird über die Biologie der Libellen, wie die Unterteilung in Groß- und Kleinlibellen, den Lebenszyklus und die Lebensräume informiert. Außerdem werden die Hufeisen-Azurjungfer, die an den Weihern der Fuchsau am häufigsten vertretende Libellenart, und die westliche Weidenjungfer, bei der die Eiablage beobachtet werden konnte, genauer beschrieben. An den ehemalig zur Koi- Zucht genutzten Weihern konnten über die Sommermonate dreizehn verschiedene Libellenarten dokumentiert werden. Anhand mehrerer Besuche des Untersuchungsgebietes wurde die Flugzeit der dort vorkommenden Libellen und die durch Schätzungen ermittelte Häufigkeit festgestellt. Mithilfe eines Fang- Wiederfang- Versuches wurde die Populationsdichte der Hufeisen- Azurjungfer exemplarisch durch den LINCOLN- Index berechnet und beschrieben. Mehr als die Hälfte der Libellenarten in Deutschland stehen auf der „roten Liste der bedrohten Tiere“, was durch die Lebensraumzerstörung und den Klimawandel bedingt wird. KURZFASSUNG jugend forscht Biologie Iman Ibrahim (15); Katharina Lulay (17) Ohm-Gymnasium Erlangen Stand: 38 Musik an, Gehirn aus? Untersuchung der Auswirkungen von Musik auf das Lernverhalten anhand von Gehirnstromdaten Man hört es überall: Musik beim Lernen stört das Arbeitsverhalten. Aber wie viel ist an diesem Mythos wirklich dran? Das überprüfen wir in unsererm Projekt "Musik an, Gehirn aus?". Ein Projektteilnehmer wird an Elektroden angeschlossen, die Hirnwellen, elektrische Leitfähigkeit der Haut und Herzschlag messen. Daraufhin löst er drei Mathetests, während er verschiedene Arten von Musik hört. Anschließend wertet der andere Projektpartner die Ergebnisse und die gemessenen Werte aus und vergleicht die Werte der Tests miteinander. KURZFASSUNG jugend forscht Biologie Theresa Noegel (18) Ohm-Gymnasium Erlangen Stand: 39 Die forensische Blutspurenmusteranalyse - Untersuchung der verschiedenen Entstehungsarten von Blutspurenmustern anhand von Nachstellung verschiedener Entstehungsursachen - Sichtbarmachung von latenten Blutspuren mit Hilfe von Luminol - Geplantes Vorgehen: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Untersuchung der Abhängigkeit der Blutspurenmuster von der Oberfläche Bau eines „kleinen Raumes“ auf Grundlage der Ergebnisse aus 1. Nachstellung der verschiedenen Arten von Blutspuren Grobes Putzen des „kleinen Raums“ Untersuchung der Überbleibsel der Blutspuren im „Raum“ durch Luminol Gegebenenfalls gründlicheres Putzen des „kleinen Raums“ Weiterer Luminol-Test KURZFASSUNG jugend forscht Biologie Nicolas Schiener (15); Moritz Pflegel (15) Gymnasium Hilpoltstein Stand: 40 Wildkatzenforschung Wir versuchen, mit Hilfe einer Wildkamera, die wir im Wald aufgehangen haben, eine Wildkatze zu finden. Wenige Meter entfernt haben wir einen Apfel hingelegt und einen Holzpflock in den Boden geschlagen und darauf Baldriantinktur vergossen, um Wildkatzen anzulocken. KURZFASSUNG jugend forscht Biologie Elena Rostan (17) Wilhelm-Löhe-Schule Nürnberg Evang. kooperative Gesamtschule - Gymnasium Stand: 41 Forensische Entomologie Die Liegezeitbestimmung einer Leiche anhand der besiedelnden Fliegenlarven Diese Arbeit befasst sich mit der kriminalistischen und forensischen Bedeutung der Insektenkunde. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Leichenliegezeitbestimmung anhand der besiedelnden Fliegenlarven als wichtigste Anwendung der forensischen Entomologie. Es wird der zeitliche Verlauf des Zersetzungsprozesses einer nicht vergrabenen Leiche unter Beteiligung von Nekrophagen erläutert, die wichtigsten Fliegenarten vorgestellt und ein selbst durchgeführter verifizierender Versuch mit zwei verschiedenen Tierkadavern beschrieben. KURZFASSUNG jugend forscht Biologie Jakob Stecker (14); Marcel Kiss (13) Emil-von-Behring-Gymnasium Spardorf Stand: 42 Das Färben von Pflanzen mit verschiedenen Farbstoffen Wir haben uns gefragt, warum die Pflanzen die Farben haben, die sie haben, und ob man die Farbe der Pflanzen beliebig und dauerhaft verändern kann. In unserem Projekt wollen wir uns z.B. mit folgenden Fragestellungen beschäftigen: • • • • Wie schnell verfärbt sich eine Pflanze, wenn man sie in eíne Farblösung stellt? Mit welchen Farbstoffen verfärbt sich die Pflanze? Braucht die Pflanze ihren Stiel, um sich zu verfärben? Nimmt die Pflanze zwei verschiedene Farben an, wenn man ihr zwei verschiedene Farbstoffe gibt? KURZFASSUNG jugend forscht Biologie Nathalie Schraut (17) Hans-Sachs-Gymnasium Nürnberg Stand: 43 Spielverhalten von Pavianen Der heutige Homo Sapiens stammt von Affen bzw. Menschenaffen ab. Morphologische Ähnlichkeiten sind schon mit dem bloßen Augen zu erkennen. Bei genauerer Betrachtung kann man ebenfalls Überschneidungen bei den Verhaltensweisen feststellen. Ein zentraler Aspekt ist das Spielverhalten. In meinem Projekt wird das Spielverhalten von Affen, am Beispiel von Pavianen des Tiergarten Nürnberg erforscht. Im Mittelpunkt steht die Frage, ob Jungtiere häufiger spielen als Ausgewachsene, wie es auch beim Mensch der Fall ist. Außerdem wird die Art und Weise, wie auch der Zweck des Spielens untersucht. KURZFASSUNG jugend forscht Biologie Britta Seitz (16) Georg-Wilhelm-Steller-Gymnasium Bad Windsheim Stand: 44 Bewegungsanalyse von Pferden mit Smartphone und Wärmebildkamera Als Hobby-Reiterin kam mir der Gedanke, die verschiedenen Bewegungsarten sowie Sprünge meines Pferdes mit dem Smartphone zu analysieren. Zunächst werden Videos aufgenommen und mit geeigneter Software Ort, Geschwindigkeit und Beschleunigung bestimmt und ausgewertet. Dieselbe Bewegung kann auch mit Beschleunigungssensoren im Smartphone aufgezeichnet werden. Wünschenswert wäre zudem, den Bewegungsvorgang parallel dazu mit einer Wärmebildkamera zu dokumentieren, um besonders beanspruchte Muskelpartien sichtbar zu machen und herauszufinden, ob sich diese je nach Trainingsart verändern. KURZFASSUNG jugend forscht Biologie Michael Sperber (18) Paul-Pfinzing-Gymnasium Hersbruck Stand: 45 Flora und Fauna am Froschweiher bei Velden mit Vergleich zu früheren Daten Das Projekt erfasst die am Froschweiher lebende Fauna und Flora. Hierbei wurde das ca. 500 m² große Untersuchungsobjekt, das nahe eines Industriegebiets der Stadt Velden und in der Umgebung von intensiv genutzten Ackerflächen liegt, von Januar bis November beobachtet. Dabei wurde auf die Aktivität der Tiere und auf die sich am Weiher befindlichen Pflanzen geachtet, welche vom Autor mithilfe von Tier- und Pflanzenführern bestimmt wurden, wodurch aussagekräftige Daten entstanden, die mit früheren Erhebungen aus den letzten 30 Jahren verglichen wurden. Die Arbeit charakterisiert und behandelt die Historie des Froschweihers und geht anschließend auf den Naturschutz des Objekts und auf die Methoden der Datenerhebung näher ein. Die Ergebnisse der Datenerhebung werden nachfolgend präsentiert und danach kritisch ausgewertet, diskutiert und verglichen. Aufgrund des Rückgangs der Biodiversität des Naturdenkmals, wird abschließend die Gefährdung des Hüllweihers verdeutlicht. KURZFASSUNG jugend forscht Biologie Juri Voit (18) Dürer-Gymnasium Nürnberg Stand: 46 Ist Fast Food wirklich ungesund? Ich habe in Kooperation mit einer Kinderarztpraxis an 59 Jugendlichen im Alter von neun bis 20 Jahren untersucht, ob sich ihre Essgewohnheiten auf ihren BMI und bestimmte Blutwerte (HDL/LDL, Triglyceride) auswirken. Berücksichtigt wurden auch TSH und TPO-Ak als ernährungsunabhängige Faktoren für Übergewicht. KURZFASSUNG jugend forscht Chemie Patrick Domke (13); Tom Albrecht (15) Adam-Kraft-Gymnasium Schwabach Stand: 47 Photometrische Nitratbestimmung in Salaten Wir bestimmen in unserem Projekt die Nitratkonzentration in verschiedenen Salaten. Mit 'Lunges Reagenz', das wir speziell an die erschwerten Bedingungen für die Arbeit mit organischen Stoffen angepasst haben, bestimmen wir photometrisch die Nitratkonzentration im Salat. Zuerst präparieren wir unsere Salatproben im Trockenschrank, um sämtliche Feuchtigkeit aus dem Salat zu entfernen. Nach Vermengung mit destilliertem Wasser filtern wir aufwendig unsere Proben, unter anderem mit der Carrez-Klärung. Anschließend reduzieren wir mit Zink und Salzsäure die Nitrat-Ionen zu Nitrit-Ionen und lassen diese mit eigens hergestellten Lösungen zu einem Azofarbstoff reagieren. Die Konzentration dieses Farbstoff messen wir auf photometrischem Weg, danach können wir durch Berechnungen die Ergebnisse berechnen. Unser Versuch ist sehr präzise, wobei wir die Dosierung der Chemikalien stets perfektionieren wollen. Mit unseren Ergebnissen können Rückschlüsse auf die Düngung und Salatsorte gezogen werden. KURZFASSUNG jugend forscht Chemie Bernhard Nemerth (19) Wilhelm-Löhe-Schule Nürnberg Evang. kooperative Gesamtschule - Gymnasium Stand: 48 Daktyloskopie Fingerabdruck als biometrisches Sicherheitsmerkmal sicher fälschungssicher? In diesem Projekt soll gezeigt werden, dass optische Fingerabdruckscanner relativ leicht getäuscht werden können. In einer Versuchsreihe wurden künstliche Fingerabdrücke aus grauem Silikon hergestellt, an denen einzelne Papillarlinien zuerkennen waren. Mithilfe dieser künstlichen Fingerabdrücke konnte die Anmeldung an einem Computer, der durch einen optischen Fingerabdruckscanner geschützt war, erfolgen. KURZFASSUNG jugend forscht Chemie Fino Renner (18) Städtisches Marie-Therese-Gymnasium Erlangen Stand: 49 Die antibakterielle Wirkung von Knoblauch In meinem Projekt geht es um die Untersuchung der antibakteriellen Wirksamkeit von Knoblauch. Mit Hilfe eines apathogenen Bakterienstamms und Knoblauch untersuche ich auf Agar-Platten die Wirkung des Knoblauchs gegenüber dem Bakterienstamm. KURZFASSUNG jugend forscht Chemie Ekrem Suylu (15); Julian Nuber (15) Martin-Behaim-Gymnasium Nürnberg Stand: 50 Selbstkühlendes Getränk Bei unserem Projekt "Selbstkühlendes Getränk" wird ein Getränk (z.B.: Cola) durch eine endotherme Reaktion gekühlt. Dabei ist das Getränk in einem externen Behälter, welcher in einem primären Behälter (isoliert) mit Wasser gestellt ist. Durch einen Mechanismus wird Ammoniumchlorid (NH4Cl) frei. Dies führ zur Abkühlung des Wassers bis auf 0,5°C. Daraufhin wird das Getränk im externen Behälter, welches komplett von der Lösung isoliert ist, bis zu 10°C innerhalb von zwei Minute n abgekühlt. KURZFASSUNG schüler experimentieren Chemie Lennard Hartmann (12); Jakob Oberle (12) Staatliche Realschule Zirndorf Stand: 51 Tinten aus Rinden und anderen Naturstoffen In unserem Projekte geht es um die Herstellung von Tinte aus verschiedenen Baumrinden und anderen Naturstoffen. Hierbei wollen wir herausfinden, welche Baumrinden Gallsäure enthalten. Hierzu kochen wir die Naturmaterialien in Wasser aus und geben Eisenacetat hinzu um zu sehen, ob Gallsäure enthalten ist. Wir wollen auch herausfinden ob andere Acetate wie z.B. Kupferacetat weitere Farben ergeben. KURZFASSUNG jugend forscht Chemie Alexander Gottschick (52) Ohm-Gymnasium Erlangen Stand: 52 Rückgewinnung der Reinmetalle aus Computer- und Elektronikschrott Das Ziel meines Projektes ist es ein Verfahren zu entwickeln, anhand dessen die in Computer und Elektronikbauteilen verwendeten Metalle wieder in reiner Form zurück gewonnen werden können. Für das Prototypprojekt wurden sechs CPU`s aus ausrangierten Schulcomputern verwendet mit welchen verschiedene Reaktionsprozesse und Versuchsaufbauten zur Entwicklung dieses Verfahrens getestet wurden. Schritt für Schritt wurde versucht die einzelnen vermuteten Metalle und Metallverbindungen voneinander zu trennen. Immer wieder wurden analytische Tests durchgeführt um Metalle bzw. Metallverbindungen eindeutig zu bestimmen. Das schlussendlich angestrebte Verfahren wurde in mehrere Abschnitte unterteilt, die nach und nach untersucht und entwickelt wurden. Der Prozess der Gewinnung der im Computerschrott enthaltenen Reinmetalle wurde an den sechs Test-CPU`s vollständig durchgeführt. Dies führte zur erfolgreichen Entwicklung des ursprünglich gewünschten Verfahrens. KURZFASSUNG schüler experimentieren Chemie Paula Straub (11); Ida Zehnter (10); Theresa Sikora (11) Geschwister-Scholl-Gymnasium Röthenbach a .d. P. Stand: 53 Haltbarkeit von Backpulver Wie lange ist Backpulver haltbar und was verändert sich wenn man lange und sehr lange lagert? KURZFASSUNG schüler experimentieren Chemie Melisa Brahimi (10 Laurentius Realschule Neuendettelsau Stand: 54 Wieviel passt in eine Windel? Ich wollte herausfinden ob unterschiedliche Windelmarken ein ähnliches Fassungsvolumen haben. Dazu habe ich zwei verschiedene Marken gekauft, eine günstige Variante BABYLOVE von DM und PAMPERS. Nun habe ich verschiedene Flüssigkeiten und Stoffe gekauft, die mich interessierten. Bevor ich die Substanz in die Windel gegossen habe, habe ich einen Messbecher damit gefüllt um dann die Menge ablesen zu können. So konnte ich abmessen wie viel Volumen jede Windel aufnehmen kann. Weiterhin habe ich beide Windelmarken unter folgenden Punkten verglichen, wie z.B. Preis, Wiederverschließbarkeit, Größe und Höhe. Grob lässt sich feststellen, dass die teureren Windeln von Pampers mehr Volumen aufnehmen können. KURZFASSUNG schüler experimentieren Chemie Lea Wagner (14); Alicia Knoesel (13); Franka Babst (13) Emil-von-Behring-Gymnasium Spardorf Stand: 55 Alaun-Kristalle - faszinierende Allrounder im Test Im Chemieunterricht konnten einige von uns schon selber Alaun-Kristalle züchten. Leider hatten wir da aber nicht die Möglichkeit, Einflüsse auf das Wachstum der Kristalle zu untersuchen. Dies wollen wir nun in diesem Projekt machen. Zunächst wollen wir die Schnelligkeit der Kristallisation bei wechselnden äußeren Umständen untersuchen. Danach werden wir unterschiedliche Substanzen (sowohl Feststoffe, als auch Flüssigkeiten oder Färbemittel) der Alaunlösung vor der Kristallisation hinzufügen und schauen, wie sich die Kristallstruktur, Menge und Anordnung verändert. Auch die Härte und Löslichkeit der gezüchteten Kristalle wird von uns untersucht werden. Ziel ist es, Alaun-Kristalle besser zu verstehen und der Zucht eines in jeglicher Hinsicht optimalen Kristalls näher zu kommen. KURZFASSUNG jugend forscht Chemie Lukas Neukamm (15); Maximilian Hubmann (15) Ohm-Gymnasium Erlangen Stand: 56 Vom gelben Sack zur Rohstoffquelle Der neue weg des Tetra Pak Tetra Paks. Ein stabiler und vielseitiger Verpackungskarton. So viele verschiedene Lebensmittel werden mit ihnen verpackt, und wenn man sich mal durch den Kopf gehen lässt wie viel von diesen jeder von uns kauft, und wie viel Müll dadurch anfällt, dann ist das doch eine ganze Menge. Der Hersteller verspricht zwar, dass mehr als 70% der Kartons wiederverwertet werden, doch lässt sich mit dem derzeit gängigem Recycling-Verfahren lediglich die Cellulose Schicht (Pappe), von der Aluminium-Plastik-Schicht trennen. Das Aluminium-Plastik Gemenge ist allerdings so gut wie unbrauchbar, und wird so entweder verbrannt, oder Beton beigemischt. Wir haben im Gegenzug dazu ein kostengünstiges, umweltfreundliches Verfahren entwickelt, welches die einzelnen Schichten des Tetra Pak - mit Hilfe von Oktan - von einander separiert, und so eine saubere Weiterverarbeitung erlaubt. Mit der Patentierung des Verfahrens wollen wir es als neuen Industriestandard etablieren. KURZFASSUNG jugend forscht Chemie Melissa Sari (18) Dürer-Gymnasium Nürnberg Stand: 57 Untersuchung der Aufhellwirkung von Zahnpasta Ich habe neun verschiedene Zahnpasten auf ihre Bleichwirkung untersucht, dazu habe ich die Liste Inhaltsstoffe verglichen, die UV-Aktivität untersucht und die Größe und Anzahl der Abrasivpartikel mikroskopisch bestimmt. Auf dieser Basis habe ich eine Rangliste der Bleichwirkung erstellen können. KURZFASSUNG jugend forscht Chemie Felix Maximilian Dietz (15) Wilhelm-Löhe-Schule Nürnberg Evang. kooperative Gesamtschule - Gymnasium Stand: 58 Funktionssteigerung von Akkus durch Erwärmen Durch das Erwärmen meines Handys zwischen den Händen, habe ich festgestellt, dass sich die Prozentzahl der Akkuladung erhöht hat. Doch ob das Handy wirklich länger betrieben werden kann, war zunächst nicht feststellbar. Vor dem Einsatz elektrischer Geräte, musste die Materie mobile Stromversorger zunächst über Fachliteratur betrachtet werden. Es ergaben sich Sicherheitsgrundsätze. Beim Erhitzen des Akkus darf eine bestimmte Maximaltemperatur wegen Explosionsgefahr nicht überschritten werden. Für das Experiment wird ein Akku verwendet, der schon einige Zeit das Gerät mit Strom versorgt hatte, um realitätsnah zu arbeiten. Die Laufzeit des Akkus bei voller Belastung wird gemessen. Nach vollständiger Entladung, wird der Akku auf bis zu 50°C erhitzt. Nach einigen Minuten wird der Akku wieder aufgeladen und die Betriebszeit unter voller Belastung gemessen. Um festzustellen ob eine eventuelle Leistungssteigerung nur temporär oder dauerhaft ist, wir der Vorgang wiederholt. KURZFASSUNG jugend forscht Chemie Simon Arnold (18) Städtisches Marie-Therese-Gymnasium Erlangen Stand: 59 Capsaicin und die Auswirkung von mechanischem Pflanzenstress auf den Capsaicinoid-Gehalt Die Reihe der Capsaicinoide ist verantwortlich für die Schärfe der Chili-Früchte. Die Scharfstoffe sind Alkaloide und sind somit sekundäre Stoffwechselprodukte. Es gibt verschiedene Theorien, zu welchem Zweck Capsicum-Pflanzen (Paprikapflanzen) Capsaicinoide synthetisieren. Möglich ist, dass sie die Pflanze vor Fressfeinden schützen. Diese Arbeit untersucht, ob die Imitation eines Fressfeindes durch mechanischen Pflanzenstress den Capsaicinoid-Gehalt erhöht. Dazu wurden vier von acht Pflanzen der gleichen Sorte durch Anritzen der Blätter bei der Aufzucht mechanisch gestresst und anschließend der Capsaicinoid-Gehalt der gestressten und der der nicht gestressten Früchte mittels einer sensorischen Analytik und einer HPLC-Analytik verglichen. Als Ergebnis kam heraus, dass der Capsaicinoid-Gehalt der Früchte mechanisch gestresster Pflanzen um 3 % höher war als der der nicht gestressten Pflanzen. Die Arbeit befasst sich zudem mit zwei theoretischen Aspekten, nämlich zum einen mit Capsaicin, dem schärfsten und bekanntesten Capsaicinoid, und zum anderen mit der Schärfe und dem Schärfeempfinden. KURZFASSUNG jugend forscht Chemie Deborah Kleebauer (17) Wilhelm-Löhe-Schule Nürnberg Evang. kooperative Gesamtschule - Gymnasium Stand: 60 DNA-Analyse - dem Täter auf der Spur Ich habe mich im Bereich meiner wissenschaftlichen Seminararbeit mit den Themen DNA, DNA-Extraktion und DNA-Analyse auseinandergesetzt. Hierfür habe ich zur Verdeutlichung Versuche zur DNA-Extraktion an meiner Schule durchgeführt. Zusätzlich habe ich an der Friedrich-Alexander-Universität ErlangenNürnberg einige Versuche zur DNA-Analyse (RestriktionsfragmentLängenpolymorphismus; DNA-Sequenzierung; PCR-Methode) durchgeführt. Außerdem habe ich mir dort einen eigenen Versuch überlegt, wie sich DNA unter UV-Licht Bestrahlung verändert und ob danach noch eine DNA-Analyse, also in der Kriminalistik eine Täter Bestimmung, noch möglich wäre. KURZFASSUNG schüler experimentieren Chemie Philip Chang (14); Lijon Fogel (12) Martin-Behaim-Gymnasium Nürnberg Stand: 61 Wie viel Vitamin-C steckt wirklich drin?! Wir untersuchen in unserm Projekt den Vitamin-C Gehalt in verschiedenen Smoothies und vergleichen diesen dann mit dem Vitamin-C Gehalt in dem dazugehörigen Obst, bzw. Gemüse, das den Hauptbestandteil der Smoothies bildet. Wir hatten diese Idee, da in den Werbungen die Smoothies als Vitaminbomben angepriesen werden. KURZFASSUNG jugend forscht Chemie Mara Ludescher (18) Willstätter-Gymnasium Nürnberg Stand: 62 Nachweis eines Hauptwirkstoffes in Heilpflanzen und von ihnen abgeleiteten Medikamenten : Weide und Baldrian Im Rahmen meiner Seminararbeit habe ich mich mit den Zusammenhang (der Wirkungen) und Konkurrenz von Medikamenten und traditionellen Heilpflanzen beschäftigt. Dazu habe ich im Besonderen die Heilpflanzen Weide und Baldrian ausgewählt, um diese qualitativ auf Vorkommen der Hauptwirkstoffe Salicin / Salicylsäure und Valepotriaten zu untersuchen. Durch nasschemische Farbnachweisreaktionen ,sowie durch Dünnschichtchromatographie, führte ich analog die gleichen Nachweisreaktionen bei aus diesen Heilpflanzen abgeleiteten Medikamenten (Aspirin und handelsüblicher Baldriantinktur) sowie Frischpflanzenextrakten durch. Im theoretischen Teil der Seminararbeit stelle ich die einzelnen Heilpflanzen chemisch und biologisch genauer vor und gehe auf die chemischen Vorgänge während der Versuche ein. KURZFASSUNG jugend forscht Chemie Laura Adrion (16); Frederik Scheibel (15); Leon Halmheu (15) Simon-Marius-Gymnasium Gunzenhausen Stand: 63 Welcher Orangensaft ist am besten für mich? Wir haben uns gefragt, ob es einen Unterschied macht, wenn man Orangensaft in einer Plastikflasche oder in einem Tetrapack kauft. Hierfür haben wir den Vitamin-C-Gehalt von Orangensaft, der unter verschiedenen Bedingungen gelagert wurde, ermittelt. Es wurden folgende Faktoren variiert: Einfluss von Licht (Orangensaft in einer Plastikflasche bzw. in einem Tetrapack), Temperatur (Lagerung im Kühlschrank bzw. in der Sonne), Zeit (Lagerung für 1 Woche bzw. 2 Wochen). Zur Ermittlung des Ascorbinsäuregehalts haben wir dann mit einer Kaliumiodatlösung titriert. KURZFASSUNG jugend forscht Physik Jia Qian Ng (14); Evgeniia Borisova (16) Willstätter-Gymnasium Nürnberg Stand: 64 Wie unterschiedlich sind die Brötchen? Jedes Land besitzt seine eigene Traditionen, seine eigene Kultur und sein eigenes Essen. Manche Länder essen mehr Fleisch und manche mehr Fisch. In manchen Ländern mögen Leute scharfes Essen, während andere Kulturen lieber mildes Essen mögen. Es gibt sehr viele Gerichte, aber jedes Essen in jedem Land wird mit Brot begleitet. Die Brote in verschiedenen Ländern haben unterschiedliche Namen, Formen, Rezepte, Aromen und Geschmäcker, aber sie sind trotzdem Brote. Aus diesem Grund haben wir das Thema „Brote” als Thema für unsere Forschungsarbeit ausgewählt. In unserer Forschungsarbeit vergleichen wir Brote mit verschiedenen Grundbackmethoden (Hefe-, Backpulver- und Sauerteigbrot) und ein ohne Treibmittel gebackenes Brot (Wasser- Mehl-Gemisch). Wir haben uns auf die Haltbarkeit der verschiedenen Brotsorten spezialisiert. Dazu haben wir jeweils den Gewichtsverlust durch Austrocknung bei verschiedenen Aufbewahrungsmethoden gemessen. Den Grund der unterschiedlichen Gewichtsabnahme haben wir zu erklären versucht. KURZFASSUNG jugend forscht Physik Nicolas Pechler (17) Gymnasium Hilpoltstein Stand: 65 Die Physik der Flugsamen In meinem Projekt möchte ich mich mit der Anemochorie, also der Verbreitung von Samen über die Luft beschäftigen. Hierbei wird die Meteorochorie, die Windflieger, im Zentrum stehen. Ziel der Arbeit ist es, zum einem mehr über die Zusammenhänge vom Bau der Samen und der Flugbahn zu erfahren. Zum anderen aber auch diese tabellarisch aufzulisten. Als Vorgehensweise plane ich, Modelle zu bauen und diese zu verändern, um so Störfaktoren zu beseitigen und die relevante Variablen und deren zusammenhänge herauszufinden. Des weiteren würde ich gerne eine cw-Wert Bestimmung mittels Windkanal durchführen. KURZFASSUNG jugend forscht Physik Valentina Nigg (17) Paul-Pfinzing-Gymnasium Hersbruck Stand: 66 Aerodynamischer Vergleich von Flügelsegeln und konventionellen Segeln Die Arbeit beschäftigt sich mit dem Vergleich zweier Segelarten, den konventionellen, traditionellen Tuchsegeln und den neuartigen Flügelsegeln. Anfangs wird auf die Entstehung von Auftrieb und die generelle Funktionsweise von Segeln eingegangen, anschließend werden Flügelsegel kurz erklärt. Um die Segel zu vergleichen wurden zwei Experimente durchgeführt, ein Vergleich der Segelprofile in verschiedenen Konfigurationen und Bauweisen im Windkanal und eine Reihe an Computersimulationen, die die Strömung an den Segeln durch CAD und Flow Simulation untersuchte. Abschließend wurden die Profile auf Grund der Ergebnisse und Erkenntnisse aus den Experimenten verglichen und ein Fazit gezogen. KURZFASSUNG jugend forscht Physik Phillip Moyrer (18) Gymnasium Hilpoltstein Stand: 67 Der Lebensraum des Ameisenlöwen eine physikalische Charakterisierung Physik der Ameisenlöwen-2010 wurde der Ameisenlöwe zum Insekt des Jahres gekürt. Ein Grund dafür ist sicherlich seine einzigartige Methode, an Futter zu kommen. Mithilfe eines Sandtrichters fängt er seine Beute und injiziert ihnen ein lähmendes Gift. Mein Projekt dreht sich um die Charakterisierung der Sandkörner und das Verhalten des Trichters bei verschiedenen Witterungsverhältnissen. Mit den erarbeiteten Beobachtungen kann herausgefunden werden,was das ,,perfekte“ Sandkorn für den Trichterbau ausmacht.Dadurch wird die Erstellung von Lebensräumen für Ameisenlöwen in Biotopen erleichtert. Um die Sandkörner näher zu beschreiben, ermittele ich ihre Größe und Masse. Anschließend vergleiche ich sie mit anderen Sandproben aus andren Gebieten. Für die Untersuchung der Trichter bezüglich Tiefe, Neigungswinkel und Durchmesser dient mir eine eigene Konstruktion,welche einen Trichter simuliert. Durch die Simulation kann das Verhalten bei Regen beobachtet und ausgewertet werden. KURZFASSUNG jugend forscht Physik Aya Kassim (17) Städtische Bertolt-Brecht-Schule Nürnberg - Gymnasium Stand: 68 Minimalgravitation In meinem Projekt „Minimalgravitation” wird die Interaktion verschiedener Elemente (Bsp. Luftblase in wassergefülltem Gefäß) in annährender Schwerelosigkeit betrachtet. Da jede Masse eine Anziehungskraft auf andere Massen ausübt und dadurch keine völlige Schwerelosigkeit entstehen kann, wird in diesem Projekt von „Minimalgravitation” gesprochen. Um diesen Zustand zu erreichen, wurde zuvor eine Fallkapsel konstruiert. Die Beobachtungen der einzelnen Versuche basiert auf Bilder einer Zeitlupenkamara. Diese Aufnahmen werden später für die Auswertung benötigt. KURZFASSUNG schüler experimentieren Physik Robin Herberger (13); Carlos Behrendt (12); Felix Seidel (12) Gymnasium Eckental Stand: 69 Magnetomobil Wir wollen ein Fahrzeug der Zukunft erforschen. Es soll ein umweltfreundliches Fortbewegungsmittel ohne fossile Energie werden. Dafür verwenden wir zum Antrieb Elektromagnete, die mit umweltfreundlicher, elektrischer Energie funktionieren. Das Fahrzeug hat vorne wie hinten einen Magneten oder jeweils magnetisches Material, dann schalten wir die erste Spule so an, dass das Magnetfeld der Spule das Fahrzeug anzieht. Dieses fährt anschließend durch die Spule hindurch. Sobald das Fahrzeug die Spule verlässt polen wir den Elektromagneten um, sodass das Fahrzeug abgestoßen wird. Zur weiteren Fortbewegung werden weitere Spulen benötigt. Die Steuerung erfolgt eventuell mit Lichtschranken, die den Magneten im richtigen Augenblick umpolen. KURZFASSUNG schüler experimentieren Physik Florian Beck (13); Christian Bierhals (13); Moritz Klement (13) Albert-Schweitzer-Gymnasium Erlangen Stand: 70 Verborgene Energieumwandlungen im Alltag Wir untersuchen mit Hilfe einer Wärmebildkamera meist ungewollte und verborgene Energieumwandlungen im Alltag KURZFASSUNG schüler experimentieren Physik Elias Kaiser (10); Luis Schulze (11) Willstätter-Gymnasium Nürnberg Stand: 71 Das Gummiball-Projekt Wieso hüpfen Gummibälle besser als andere Ballarten? Gummibälle, Plastikbälle, Holzbälle, Murmeln etc. - verschiedene Ballarten Laminat, Tartan, Stein, Teer, Holzboden etc. - auf verschiedenen Bodenbeläge Wir testen die verschiedenen Ballarten auf den verschiedenen Bodenbelägen und werten das Ergebnis aus. KURZFASSUNG schüler experimentieren Physik Lea Krawczyk (11); Mia Brandl (11) Gymnasium Hilpoltstein Stand: 72 Physik des Segelns Gruppe1 Standen Sie schon einmal am Rothsee und haben Sie diese majestätischen Segelboot gesehen? Diese anmutigen Boote gleiten über das Wasser - ganz ohne Motor. Eine kleinen Windböe genügt und schon schieß das Segelboot über das Wasser. Wir wissen bereits, dass es viele Einflussfaktoren gibt: z.B. Windstärke, Windrichtung, Rumpf, Schwerpunkt, Segel, Segelfläche und Segelstellung. Wir wollen herausfinden, wie viel Einfluss die Segelfläche bei senkrechter Stellung zur Windrichtung auf die Durchschnittsgeschwindigkeit hat. Danach wollen wir das ganze Wissen in einem Diagramm übersichtlich darstellen. KURZFASSUNG schüler experimentieren Physik Francis Loesch (12); Simon Heller (13); Lars Wilkening (12) Gymnasium Eckental Stand: 73 Magische Magneten Welche magnetischen Gegenstände kann man durch Magneten zum Schweben bringen? Zuerst haben wir einen Kreis aus Neodym Magneten (ca. 15 Stück) auf eine Metallplatte gelegt, mit dem Nordpol nach oben. Die besagten Magneten hatten einen Durchmesser von 0,8 cm. Anschließend haben wir einen Magneten mit dem Durchmesser 3 cm auch mit dem Nordpol über den Kreis gehalten. Allerdings hat sich der Magnet so gedreht, dass sich die Pole anziehen. Wir müssen nun versuchen, dass sich der Magnet nicht dreht oder dass bei beiden Magneten Anziehung und Abstoßung im Gleichgewicht bleiben. Nur ein schneller Wechsel der Polung kann bewirken, dass der Magnet in der Mitte des Magnetfeldes schwebt. Dies könnte durch einen Elektromagneten geschehen, da dieser in schneller Folge die Pole wechselt . Der Magnet wird in kurzer Folge im Wechsel angezogen und abgestoßen. Dadurch könnte er zum Schweben gebracht werden. KURZFASSUNG jugend forscht Physik Matthias Alt (17) Gymnasium Hilpoltstein Stand: 74 Schallgeschwindigkeit in der Natur Die unterschiedlichen Schallgeschwindigkeiten in der Natur sind für die meisten Menschen irrelevant – für die Tierwelt spielen sie jedoch eine wichtige Rolle, da sie unterschiedlich schnell an der Luft oder im Wasser wahrgenommen werden. Mit Hilfe meiner Untersuchungen möchte ich aufzeigen, welche Veränderungen die äußeren Einflüsse auf den sich zwischen Sender und Empfänger befindlichen Stoff bzw. die Schallgeschwindigkeit dieses Stoffes haben. Hierbei plane ich, insbesondere die Temperatur des Stoffes und im Speziellen bei Wasser, den Salzgehalt, der die Geschwindigkeit des Schalls maßgeblich beeinflusst, zu beachten. Ebenfalls gehe ich dabei auf den Übergang zwischen Flüssigkeiten und der Luft ein. Die Schallgeschwindigkeit werde ich durch Erzeugung und Wiederauffangen des Schalls innerhalb eines selbstgebauten Messapparatur berechnen. KURZFASSUNG jugend forscht Physik Saskia Funk (17) Gymnasium Hilpoltstein Stand: 75 Physikalische Betrachtung des Pferdesprungs Weitaus erstaunlicher als lediglich das Reiten ist der Sprung eines Pferdes. Die Frage wie Tiere, die eigentlich nie zum reiten geboren wurden jedoch Hindernisse, welche nahezu ihrer Körpergröße entsprechen, mit einem Reiter auf dem Rücken Überwinden können ist Thema diesem Projekt. Nach einer kurzen Einführung in den Bewegungsapparat des Pferdes, sowie einem anschließenden knappen Überblick der Reitlehre des Springreitens wird der Leser mit der Theorie des waagrechten Wurfs bekanntgemacht. Aus dieser Theorie wird weiterführend die Theorie des schiefen Wurfs hergeleitet, welcher im darauf folgenden auf den Pferdesprung angewendet wird, wobei auch auf die Unterschiede der verschiedenen Sprünge eingegangen wird. Am Ende der Arbeit werden Erkenntnisse aus Versuchen erläutert und mit den Erkenntnissen der theoretischen Physik verglichen. KURZFASSUNG jugend forscht Physik Urs Häusler (18) Albert-Schweitzer-Gymnasium Erlangen Stand: 76 Der aufwärtsrollende Doppelkegel Es handelt sich bei diesem Projekt um ein jahrhundertealtes Experiment namens „Der aufwärtsrollende Doppelkegel“. Ein Doppelkegel rollt zwei ansteigend auseinanderlaufende Schienen entlang – scheinbar bergauf. Das auf den ersten Blick verblüffende Phänomen wird zunächst in theoretischen physikalischen Berechnungen unter die Lupe genommen. Die erstaunlichen Erkenntnisse werden anschließend anhand von Geschwindigkeitsmessungen an einem eigenen Nachbau praktisch überprüft. Abschließend werden die Berechnungen und Messergebnisse verglichen und Abweichungen interpretiert. KURZFASSUNG jugend forscht Physik Milena Heß (17) Gymnasium Hilpoltstein Stand: 77 Die physikalische Betrachtung der Bewegungen eines Reiningpferdes Der Reitsport ist eine der wohl bekanntesten Sportarten. Doch wer hier nur an Dressur, Springen oder lange Ausritte durch die Natur denkt, weiß noch lange nicht über die Vielfältigkeit dieses Sports Bescheid. Eine der wohl spektakulärsten Arten des Reitens ist Reining, eine Disziplin im Westernreiten. Hier werden dem Pferd und seinem Reiter komplizierte Manöver in rasanter Geschwindigkeit abverlangt. Meine Arbeit betrachtet einzelne dieser Manöver aus physikalischer Sicht, ohne jedoch dem Sport die gewisse Art an Faszination und Bewunderung zu nehmen, die ihm entgegengebracht werden sollte. KURZFASSUNG jugend forscht Physik Carina Kanitz (18) Emil-von-Behring-Gymnasium Spardorf Stand: 78 Physikalische Analyse einer Wasserfontäne Füllt man eine Mohr-Pipette teilweise mit heißem Wasser, verschließt das obere Ende und dreht sie um, sodass die Spitze der Pipette nach oben zeigt, so tritt aus der Spitze eine Fontäne aus. Ziel dieser Arbeit ist es, dieses Phänomen zu untersuchen und die Höhe der Fontäne zu optimieren. Die treibende Kraft der Fontäne ist die Ausdehnung von Luft durch die Erwärmung der Luft durch das heiße Wasser. Durch die Drehung der Pipette befindet sich das Wasser über der Luft. Dehnt diese sich nun aus, drückt die Luft das Wasser nach oben, bis es als Fontäne aus der Spitze der Pipette austritt. In der qualitativen theoretischen Untersuchung wurde versucht, die Rotation der Pipette, die Grenzfläche zwischen Wasser und Luft sowie der Wärmeübergang an dieser und die damit verbundene Bewegung des Wassers in der Pipette zu beschreiben. Zuletzt wurde das Verhalten der Fontäne analysiert. Aus diesen theoretischen Bemühungen wurden Vorhersagen für das Experiment abgeleitet, insbesondere die Fontänenhöhe in Abhängigkeit einiger Parameter. Ziel der experimentellen Untersuchung war es, die theoretisch ermittelten Abhängigkeiten der Fontänenhöhe zu überprüfen und die Fontänenhöhe weiter zu optimieren. Dazu wurde ein Aufbau entwickelt, bei dem Parameter unabhängig von der Rotation untersucht werden können. KURZFASSUNG schüler experimentieren Technik Ben Wolfermann (12); David Ripper (12) Gymnasium Eckental Stand: 79 VW=Umweltfreundlich? Wir sind dank der USA auf unser Projekt gekommen. Da die Firma VW nicht nur Stickoxid-Messungen manipuliert hat, sondern auch die CO2-Werte zu niedrig angegeben hat. Die Abgase, die unser Motor ausstößt sollen auf ihren Kohlenstoffdioxidgehalt hin untersucht werden. Im Hauptversuch versuchen wir, den Kohlenstoffdioxidgehalt zu verringern, indem wir die Abgase durch Kalkwasser leiten und den entstandenen Kalk wiegen. Dabei ist es wichtig, dass der Motor lange genug läuft, sonst ist der mit dem Bunsenbrenner getrocknete Kalk nicht wiegbar. KURZFASSUNG jugend forscht Technik Lukas Kamm (18) Werner-von-Siemens-Gymnasium Weißenburg Stand: 80 Bodenfeuchtesensor Jeder kennt das Problem - die Familie möchte für drei Wochen in den Urlaub fliegen. Die Nachbarn sind nicht daheim und die Großeltern wohnen zu weit weg - wer soll sich dann um die Zimmerpflanzen kümmern? Hier wäre eine automatisierte Bewässerung für die Pflanzen sehr nützlich! Doch dafür benötigt man erst einen Sensor, der die Erdfeuchte messen kann. Vor zwei Jahren wurden zwei erste Prototypen eines Bodenfeuchtesensors entwickelt. In diesem Projekt wird - nach Abwägung der Vor- und Nachteile bestehender Messprinzipien - ein kapazitives Messverfahren angewendet. Das heißt, Wasser in der Umgebung eines Kondensators beeinflusst die Durchlässigkeit für ein elektrisches Feld (sog. Permittivität, bei Wasser mit dem Faktor 80 gegenüber Luft). Diese je nach Wassergehalt unterschiedliche Permittivität der Erde kann man sich zu nutze machen, indem man einen Kondensator in die selbige einbringt und die Kapazität misst. Bei der letzten Teilnahme war das Produkt ein Sensor, der einem Plattenkondensator ähnelte. Bei einer Kalibrationsmessung wurden die Permittivitätswerte bei verschiedenen Feuchten mit theoretisch erwarteten Werten verglichen. Dabei wichen Theorie und Praxis stark voneinander ab, was nicht erklärt werden konnte. In der vorliegenden Arbeit wird an dieser Stelle angeknüpft und zunächst nach einer besseren Isolation für die Kondensatorelektroden gesucht. Der Aufbau ist nämlich kein reiner Kondensator, sondern besitzt parasitäre induktive und resistive Anteile, die bei unterschiedlich frequenten Wechselspannungen einen unterschiedlichen Widerstand (Impedanz) haben. Dadurch wird die kapazitive Auswerteelektronik und damit die Messwerte gestört. Deshalb wird ein verbesserter Aufbau, bestehend aus einer Platine mit Leiterbahnen, die wie ein Kamm ineinander greifen, entwickelt. Bei diesem stellt sich zunächst ein altbekanntes Isolationsproblem, denn: der kapazitive Sensor muss sehr gut gegen Feuchtigkeit isoliert sein, weil sonst die Leitfähigkeit der Erde gemessen wird. Verschiedene Isolationsmaterialien unterscheiden sich hinsichtlich Dicke, Zuverlässigkeit und Wasseraufnahme. Die Wahl fällt letztlich auf eine Schweißverpackung mit Kunststofffolie. Der neue Sensor wird hinsichtlich der Impedanz untersucht. Das Ergebnis ist, dass die alte Kapazitätsmessung beibehalten werden kann und dass die parasitären Größen vermindert werden konnten. Abschließend werden mit dem Sensor einige Praxistests durchgeführt. Bei einer Ausstellung des Sensors ist ein Biologie-Forschungsprojekt auf den Sensor aufmerksam geworden. Für eine Weltraummission wird ein Sensor benötigt, der die Feuchtigkeit der Erde von Tomatenpflanzen bei unterschiedlichen Gravitationen messen soll. Diese Mission stellt neue Anforderungen: Der Sensor muss kleiner, leichter und stromsparender werden. Die ursprünglich 10x10 cm großen Platinen werden auf 1,5x8,5 cm verkleinert und professionell gefertigt. Außerdem wird in einer Kette von Simulationen nach den optimalen Leiterbahnabständen, Leiterbahnanzahl, Isolationsschichtdicke und Isolationspermittivität gesucht. Weiterhin wird ein theoretisches Modell zur Beschreibung der Zusammensetzung der Teilkapazitäten im Sensoraufbau entwickelt, wodurch die Diskrepanz zwischen Literatur- und Messwerten erklärt wird. Abschließend muss die Messelektronik noch angepasst werden. Das heißt, es werden sowohl in Hardware als auch in Software stromsparende Features implementiert. Des Weiteren werden hier erstmals Speziallacke zur Isolation eingesetzt und hinsichtlich der Wasseraufnahme untersucht. Nimmt die Isolationsschicht nämlich mit der Zeit Wasser auf, wird der Messwert verfälscht. Abschließend erfolgt eine Kalibration des neuen Prototypen. Der Sensor weist einige Anwendungsgebiete, wie im Biologielabor, im heimischen Blumentopf oder auf Feldern bzw. in Gärtnereien auf. Überall kann er zur Überwachung der Bodenfeuchte und zur automatisierten Bewässerung eingesetzt werden. KURZFASSUNG schüler experimentieren Technik Enes Aksoy (14) Hans-Sachs-Gymnasium Nürnberg Stand: 81 Gitter für Triebwerke In dem Projekt versuche ich ein Gitter für Flugzeugtriebwerke zu bauen, das verhindert, dass Vögel nicht ins Triebwerk gelangen und gleichzeitig aerodynamisch ist. Dabei benutzen wir ein zur hälfte selbstgebautes Modelltriebwerk aus Pappmaschee und einem Impeller. Das Gitter wird 3D gedruckt. KURZFASSUNG jugend forscht Technik Martin Krebs (15); Tobias Kurz (16) Ohm-Gymnasium Erlangen Stand: 82 Strom aus dem Fahrraddynamo Dynamo to USB Converter Das Ziel, dass wir mit unserem Projekt verfolgen ist es, unterwegs den tagsüber ungenutzten Strom des Fahrraddynamos nutzbar zu machen. Das Ergebnis ist ein handlicher Apparat, der den Strom an einen USB Anschluss weiterleitet. Dieser kann nun mittels einem Endgerät (Ventilator, Radio, Audio box, etc.) genutzt werden. Zu dem ist eine Optimierung zum Aufladen von Handys mittels Fahrraddynamo in Planung. KURZFASSUNG jugend forscht Technik Veit Götz (17) Freie Waldorfschule Erlangen Stand: 83 3D-Schokoladen-Drucker Ich habe im Rahmen einer schulischen Arbeit in der 11. Klasse und Anfang der 12. Klasse einen 3D-Drucker selber entwickelt, gebaut und programmiert. Dessen Mechanik besteht großteils aus zerlegten alten Eleltrogeräten. Der Drucker kann mit ABS und PLA-Kunststoff drucken. Nun möchte ich diesen Drucker zu einem Küchenhelfer aufrüsten. Mittels einem beheizbarem Tank, sowie einem Flüssigkeitleitsystem soll der Drucker 3D-Objekte aus Schokolade drucken können. Die Programmierung des Druckers wird in Visual-C und C++ erfolgen, die Bauteile sollen möglichst von anderen Geräten recycelt sein. KURZFASSUNG jugend forscht Physik Philipp Dormann (14); Kilian Hacker (15); Felix Thomas (16) Gymnasium Herzogenaurach Stand: 84 Schwarz-Weiß-Drucker und Kopierer mit LEGO Mindstorms NXT Mit LEGO Technik-Bauteilen und einem LEGO Mindstorms NXT-Set haben wir einen Schwarz-Weiß-Drucker gebaut. Momentan erweitern wir diesen mit einem Farbsensor, sodass er selbständig als Kopierer fungieren kann. Die Grundplatte des Druckers ist ca. 35 cm mal 35 cm groß. Darauf wird ein Gestell verschoben, welches ein weiteres verschiebbares Gestell beherbergt, das den Stift bewegt. Diese Konstruktion sorgt dafür, dass der Stift fast auf einem ganzen DIN A4-Blatt präzise zeichnen kann. Der Drucker kann vorab einprogrammierte Buchstaben und ganze Wörter schreiben. Außerdem kann er eingespeicherte Bilder mit einer maximalen Auflösung von 31x22 Pixeln drucken und Graphen gegebener Funktionen in ein Koordinatensystem skizzieren. KURZFASSUNG jugend forscht Physik Simon Kocher (16); Damian Hörner (15) Gymnasium Hilpoltstein Stand: 85 Seenprofiling mit dem Raspberry Pi Unser Ziel ist es, ein Modellboot mit Messtechnik zu bestücken, um damit Daten wie: • Wassertiefe • Wassertemperatur • GPS Position (des Bootes) • Änderungen (Zusätze) vorbehalten • zu erheben und graphisch / in einer Excel Tabelle auszuwerten. Dabei planen wir, z.B. Probleme wie das Erheben der Wassertiefe möglichst kreativ, technisch hochwertig und mit möglichst wenig vorgefertigten Teilen zu lösen. Dieses Projekt setzt "Experimente mit dem Raspberry Pi" aus dem vorletzten Jahr von Simon Kocher fort. Dementsprechend werden wir den Pi und das Gertboard als "Herzstück" verwenden. KURZFASSUNG schüler experimentieren Technik Natalie Geyer (13) Städtische Bertolt-Brecht-Schule Nürnberg - Gymnasium Stand: 86 Büchertaschenlampe In Schultaschen ist es oft so dunkel, so dass man manchmal die Hefte, Bücher und Federmäppchen schwer findet. Um Licht in die Tasche zu bringen, entwickelte ich eine Taschenlampe für die Schultasche. Also habe ich die Schultaschenlampe entwickelt. Jetzt kann ich Hefte, Bücher und Federmäppchen schneller finden. KURZFASSUNG jugend forscht Technik Marvin Lehmann (15) Gymnasium Hilpoltstein Stand: 87 Technischer Wärmespeicher / Heizung Aufbauend auf meinem vorhergehendem Projekt "Wärmespeicher im Vergleich" werde ich einen technischen Wärmespeicher mit Paraffinheiz-körpern konstruieren. Als ersten Schritt werde ich einen Holzkasten bauen, danach werden 3 1-Liter Blechbüchsen mit Paraffin befüllt. In den Holzkasten werde ich auf einer Seite ein Loch rein schneiden, durch die dann die heiße Luft hinausströmt. Dieses Loch hat auch noch einen Verschluss (Schieber), damit die Wärme kontrolliert abgegeben werden kann. In dem Holzkasten wird auch noch ein Ventilator (mit Batterie)bei einem gegenüberliegenden Loch installiert, sodass die Wärme kurzzeitig verwendet werden kann, wenn sie benötigt wird. Dieses System ist sehr umweltfreundlich, weil die Paraffinplatten mithilfe der Abwärme eines Ofens oder eines Warmwasserkessels (einer Heizung) aufgewärmt werden, und sonst keine Energie mehr verwendet wird (außer Strom für den Ventilator). KURZFASSUNG schüler experimentieren Technik Sebastian Dorr (13) Gymnasium Hilpoltstein Stand: 88 Kostengünstige Energieversorgung mit Schiffsmühlen Thema: Der Bau und die Optimierung einer Schiffsmühle zur umwelt- und landschaftsfreundlichen Stromversorgung von ärmeren Gebieten abseits des Stromnetzes. Die römische Schiffsmühle kann optimiert und zur Stromversorgung verwendet werden, dies wäre eine kostengünstige und landschaftsfreundliche Möglichkeit für Stromerzeugung. Mit dem Bau kleiner Modelle (ca.10x30cm) wird nach einem Grunddesign gesucht. Später wird ein größeres Modell (ca.40x40cm) angefertigt mit dem letztendlich weitere Versuche durchgeführt werden, um das effizienteste Design für ein Schaufelrad zu finden. KURZFASSUNG jugend forscht Technik Doreen Oehmichen (17) Albert-Schweitzer-Gymnasium Erlangen Stand: 89 Untersuchung der Aerodynamik von Automobilen bei Seitenwind im Schulwindkanal In dem Projekt soll experimentell untersucht werden, ob und inwiefern Seitenwind beim Fahren mit einem Auto Einfluss auf die Luftwiderstandskraft hat. Dafür werden Experimente im Windkanal der Schule mit Modellautos gemacht. Die Widerstandskraft wird dabei mit verschiedenen Windgeschwindigkeiten unter verschiedenen Winkeln gemessen. KURZFASSUNG schüler experimentieren Technik Tim Hartmann (13); Christoph Gabler (14) Gymnasium Herzogenaurach Stand: 90 Hochregallager für Legoteile Nachdem wir letztes Schuljahr schon einmal bei Jugend Forscht, Schüler Experementieren mit einem Putzrobter teilgenommen und unser Zimmer jetzt sauber ist, aber wir immer noch nach den Legoteilen suchen müssen, kam uns die Idee ein Hochregallager für Legoteile aus Lego und Holz zu bauen. Wir wollen die Steuerung mit dem NXT und EV3 zu bewältigen. Mithilfe des Roboters, der im Mittelgang zwischen zwei Regalen fährt, sollen die Container automatisch nach Anzahl der Bestellungen an vorderster Stelle platziert werden, um die Legoteile schneller liefern zu können. Außerdem wollen wir noch ein Sortierungsystem entwerfen, höchstwahrscheinlich nach Gewicht, wobei wir noch über technische Details, sowohl im Programm als auch in der Umsetzung nachdenken. KURZFASSUNG jugend forscht Technik Philipp Merkl (17) Gymnasium Hilpoltstein Stand: 91 Richtungshören - eine technische Umsetzung Richtungslokalisation – ein scheinbar vollkommener Automatismus, ob bei Menschen oder Tieren. Eine wichtige Rolle spielt dabei das binaurale Hören, da Laufzeit- und Pegeldifferenz zwischen den beiden Ohren die wichtigsten Faktoren des Richtungshörens im dreidimensionalen Raum sind. Mit einer technischen Umsetzung dieser Mechanismen befasst sich auch mein Projekt, bei dem ich mir zum Ziel gesetzt habe, einen Roboter mit dieser Fähigkeit zu konstruieren und zu programmieren. Als Recheneinheit werde ich dabei den Minicomputer „Raspberry Pi“ einsetzen, der mit zwei Mikrofonkapseln für die Schallaufnahme sowie einem mechanischen Aufbau, mit dem er rotieren kann, verbunden ist. Damit soll dieser dann den Einfallswinkel von Schallwellen berechnen und sich anschließend dorthin bewegen. Über diesen Ansatz hinaus möchte ich mich auch mit der Theorie viel komplexerer damit verbundener Wahrnehmungsvorgänge beschäftigen, die nur mit einer riesigen digitalen Datenbank realisiert werden könnten. KURZFASSUNG schüler experimentieren Technik Jakob Arnold (12); Philipp Marx (11); Philipp Wirt (11) Dürer-Gymnasium Nürnberg Stand: 92 Welche Tüte knallt am lautesten? Wir basteln "Knalltüten", gefaltete DIN A 4-Papiere, die sich beim Schleudern öffnen und knallen. Wir variieren das Papier und untersuchen mit einer Handy-App, welches Papier am lautesten knallt. Außerdem messen wir das Gewicht des Papiers und wollen herausfinden, ob der Knall davon abhängt. Am Schluss haben wir die beste Knalltüte mit anderen Geräuschquellen verglichen. Statistik Mittelfranken 2016 Jugend forscht Anzahl der Teilnehmer * Anzahl der Arbeiten Anzahl der Einzelarbeiten Anzahl der Gruppenarbeiten Anzahl Teilnehmer Arbeitswelt Anzahl Teilnehmer Biologie Anzahl Teilnehmer Chemie Anzahl Teilnehmer Geo/Raumwissensch. Anzahl Teilnehmer Mathe/Informatik Anzahl Teilnehmer Physik Anzahl Teilnehmer Technik Gesamt männl. weibl. 80 52 28 2 22 17 7 6 14 12 2 10 13 6 4 6 11 0 12 4 1 2 8 1 Gesamt männl. weibl. 63 38 25 Anzahl d. Arbeiten 62 47 15 1 18 12 4 6 13 8 Schüler experimentieren Anzahl der Teilnehmer * Anzahl der Arbeiten Anzahl der Einzelarbeiten Anzahl der Gruppenarbeiten Anzahl Teilnehmer Arbeitswelt Anzahl Teilnehmer Biologie Anzahl Teilnehmer Chemie Anzahl Teilnehmer Geo/Raumwissensch. Anzahl Teilnehmer Mathe/Informatik Anzahl Teilnehmer Physik Anzahl Teilnehmer Technik 9 16 11 0 1 15 11 5 7 4 0 0 12 10 Anzahl d. Arbeiten 4 9 7 0 1 3 1 * Differenzen in den Summen können sich ergeben, wenn ein Teilnehmer mehr als ein Projekt einreicht. Real sind zurzeit 140 "Köpfe" angemeldet. Diese Daten entsprechen dem Stand vom 25.01.2016 13:06 Uhr 30 6 24 4 7 5 0 1 7 6 Anzahl der Projekte je Fach und Schule Anzahl der Projekte Schule 91052 - Ohm-Gymnasium Erlangen, Erlangen 90403 - Willstätter-Gymnasium Nürnberg, Nürnberg 91438 - Georg-Wilhelm-Steller-Gymnasium Bad Windsheim, Bad Windsheim 91080 - Emil-von-Behring-Gymnasium Spardorf, Spardorf 91217 - Paul-Pfinzing-Gymnasium Hersbruck, Hersbruck 90429 - Wilhelm-Löhe-Schule Nürnberg Evang. kooperative Gesamtschule -Gymnasium-, Nürnberg 90409 - Hans-Sachs-Gymnasium Nürnberg, Nürnberg 90429 - Dürer-Gymnasium Nürnberg, Nürnberg 91161 - Gymnasium Hilpoltstein, Hilpoltstein 91054 - Städtisches Marie-Therese-Gymnasium Erlangen, Erlangen 91126 - Adam-Kraft-Gymnasium Schwabach, Schwabach 90478 - Martin- Behaim- Gymnasium, Nürnberg 91710 - Simon-Marius-Gymnasium Gunzenhausen, Gunzenhausen 90471 - Städtische Bertolt-Brecht-Schule Nürnberg -Gymnasium-, Nürnberg 91054 - Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Erlangen 91056 - Albert-Schweitzer-Gymnasium Erlangen, Erlangen 91058 - Freie Waldorfschule Erlangen, Erlangen 91781 - Werner-von-Siemens-Gymnasium Weißenburg, Weißenburg 91074 - Gymnasium Herzogenaurach, Herzogenaurach 90542 - Gymnasium Eckental, Eckental 91564 - Laurentius-Gymnasium des Evang.-Luth. Diakoniewerkes Neuendettelsau, Neuendettelsau 90552 - Geschwister-Scholl-Gymnasium, Röthenbach an der Pegnitz 90513 - Staatliche Realschule Zirndorf, Zirndorf 90478 - Martin-Behaim-Gymnasium Nürnberg, Nürnberg 91564 - Laurentius Realschule, Neuendettelsau 90530 - Gymnasium Wendelstein, Wendelstein 91056 - Albert-Schweizer-Gymnasium, Erlangen 90471 - Städtische Bertolt-Brecht-Schule Nürnberg - Realschule -, Nürnberg Gesamt Fach A 1 1 1 1 1 5 B 3 1 1 2 3 2 5 1 4 2 1 25 C 2 1 1 3 1 2 1 1 1 1 1 1 1 17 G 1 1 1 1 4 M 1 1 3 1 1 7 P 2 1 1 2 1 8 1 1 2 T 1 1 1 4 1 1 1 2 1 1 1 20 14 Gesamt 7 4 2 4 5 6 9 9 18 2 1 1 1 2 1 2 1 1 2 6 1 1 1 1 1 1 1 1 92 der Nachwuchswettbewerb in Naturwissenschaften, Mathematik und Technik gefördert von Stern, Wirtschaft, Schule und Bundesregierung Regionalwettbewerb Mittelfranken der Stiftung „Jugend forscht“ e.V. Patenfirma Chancen Technik Umwelt e.V. Programm für den 24. Februar 2016 Austragungsort: Heinrich-Lades-Halle Erlangen 24.02.2016 ab 7.00 Uhr Öffnung der Heinrich-Lades-Halle Beginn mit dem Aufbau der Arbeiten durch die Teilnehmer bis 9.00 Uhr Eintreffen der Juroren ab 9.30 Uhr Jurybegutachtung ab 12.30 Uhr Mittagessen Zugang für die Öffentlichkeit 13.30 Uhr Fachjurysitzung 14.00 Uhr Jurysitzung ca. 16.00 Uhr Feierstunde im Foyer Auszeichnung der Preisträger ca. 18.00 Uhr Ende des Wettbewerbs und Abbau der Arbeiten Eltern, Freunde, Gäste und alle Interessenten haben am 24.02.2016, ab 12.30 Uhr Zugang zu den ausgestellten Arbeiten in der Heinrich-Lades-Halle in Erlangen und die Möglichkeit zur Teilnahme an der Siegerehrung. www.ctu-ev.de Patersholzer-Weg 19 91161 Hilpoltstein E-Mail: [email protected] Internet: www.ctu-ev.de
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