Nürnberger Schüler hoffen auf Sieg bei "Jugend forscht"

Miezi pennt und Lego brennt - 09.02. 12:00 Uhr

Nürnberg  - Junge Forscherinnen und Forscher aus ganz Mittelfranken treten am heutigen Donnerstag in Erlangen zum Regionalentscheid des Wettbewerbs "Jugend forscht" an. Die NZ stellt einige Teilnehmer und ihre interessanten Projekte vor. Heute drei Nürnberger Schüler: Maria Denzlein vom Hans-Sachs-Gymnasium testete die Belastbarkeit von Lego-Steinen. Aron Falk Würz vom Dürer-Gymnasium untersuchte, was Katzen den ganzen Tag so machen. Marius Ruh und Henry Winner vom Dürer-Gymnasium hingegen fanden heraus, wie effektiv selbst gebastelte Windräder sind.

Die Energiewende brachte Marius Ruh (l.) und Henry Winter auf die Idee, für „Jugend forscht“ zu ermitteln, wie effektiv selbstgebaute Windräder sind.

Die Energiewende brachte Marius Ruh (l.) und Henry Winter auf die Idee, für „Jugend forscht“ zu ermitteln, wie effektiv selbstgebaute Windräder sind.

Wem macht das Zerstören von Duplosteinen mehr Spaß – Jungen oder Mädchen? Ausnahmen bestätigen die Regel: Maria Denzlein (11) hat beim Spielen zufällig einen ihrer Legosteine verbogen und möchte nun im Rahmen des Wettbewerbs „Schüler experimentieren“ herausfinden, was das Material aushält.

„Mich fasziniert die Vorstellung, einen Legostein den Naturgewalten auszusetzen“, sagt sie. Die Schülerin interessiert sich demnach für physikalische Bedingungen, die weit über das Gefahrenpotential eines Kinderzimmers hinausgehen.

Ob große Kälte einen Legostein zerstören kann? Das Experiment mit Flüssigstickstoff bei Materialforschern der Universität Erlangen-Nürnberg steht zwar noch aus, doch Maria ist sich schon sicher, was passieren wird: Ein schwacher Schlag mit dem Hammer müsste genügen, damit das auf minus 196°C gekühlte Plastikteil in tausend Stücke zerspringt.

Maria Denzlein (11) testete Legosteine auf ihre Belastbarkeit und tritt damit beim heutigen Regionalentscheid von „Jugend forscht“ an.

Foto: Orgeldinger

Maria Denzlein (11) testete Legosteine auf ihre Belastbarkeit und tritt damit beim heutigen Regionalentscheid von „Jugend forscht“ an.

Foto: Orgeldinger

Und was geschieht, wenn man einen Legostein mit einem Teelicht erhitzt? Diese Frage konnte im Chemielabor des Hans-Sachs-Gymnasiums geklärt werden. „Der Legostein fängt an, wie Zunder zu brennen“, berichtet Maria. „Das hat mich schon überrascht. Ich dachte, er würde nur schmelzen.“

Feuerfest ist er also nicht. Mal sehen, welchen Druck so ein Legostein aushalten kann! Dazu hat sich Maria eine messtechnisch problematische dafür aber optisch ansprechende Versuchsanordnung ausgedacht. Sie baute aus zwei kurzen und einem langen Legostein eine Brücke und belastete diese mit einem Stuhlbein.

Der Stuhl wurde dann so lange mit Gewichten bestückt, bis die Brücke einbrach. „Die Legosteine hielten bis zu 108 Kilogramm aus“, sagt Maria. Im normalen Gebrauch sei das Material also sehr stabil. Legosteine böten eine Vielzahl von Spielmöglichkeiten. Man könne sogar ein Gebäude in Flammen aufgehen lassen. „Aber das möchte ich nicht empfehlen.“

Miezi verschläft fast den ganzen Tag

„Meine Katzen haben einen Alltag“, sagt Aron Falk Würz (13) vom Dürer-Gymnasium. Auch wenn die Tiere die meiste Zeit schlafen, könne er einen regelmäßigen Tagesablauf erkennen. Der Schüler hat über eine Woche lang das Verhalten seiner drei Wohnungskatzen zwischen 6.45 und 21 Uhr im Abstand von jeweils 15 Minuten dokumentiert. So konnte er Unterschiede und Gemeinsamkeiten zwischen den Individuen feststellen.

Aron hat einen Maine-Coon-Kater namens „Hagen“ und zwei norwegische Waldkatzen, die auf „Cosma“ und „Eala“ hören. „Hagen ist fast immer da, wo die Menschen sind, Cosma kuschelt gern, Eala ist schüchtern und schläft oft“, berichtet der junge Verhaltensforscher.

„Ob eine Katze schläft oder nicht, erkenne ich an ihrer Liegeposition.“ Während Eala einen Schlafanteil von 89 Prozent erreicht, kommt Hagen mit 60 Prozent aus. „Das war keine große Überraschung für mich, schließlich kenne ich meine Tiere“, sagt Aron.

Trotzdem hat er sich nicht mit dem bloßen Anschein zufriedengegeben sondern überlegt, wie er für „Schüler experimentieren“ den Tagesablauf seiner Katzen möglichst objektiv dokumentieren kann.

Das Ergebnis ist ein Kuchendiagramm auf der Basis von 1186 Beobachtungen: Demnach verbringen seine Katzen durchschnittlich 70 Prozent des Tages mit Schlafen, 13 Prozent mit Essen und Trinken, 8 Prozent mit Herumlaufen und jeweils 3 Prozent mit Spielen und mit Kuscheln. Zwei Prozent entfallen auf „Am Fenster sitzen“ sowie ein Prozent auf Raufen.

Aron ist natürlich nicht entgangen, dass sich die Katzen an die Aktivität der Familienmitglieder anpassen. Deshalb hat er darauf geachtet, dass es im Beobachtungszeitraum keine großen Veränderungen gab.

Durch die Verhaltensstudie hat Aron seine Katzen noch besser kennengelernt. „Früher habe ich sie in der Wohnung oft nicht gefunden. Jetzt weiß ich, wo sie sich am liebsten verstecken.“

Schwung fürs Windrad

Fukushima – Atomausstieg – und nun? Marius Ruh (13) und Henry Winner (14) vom Dürer-Gymnasium wollten herausfinden, wie effektiv selbstgebaute Windräder sind. Als Anleitung diente ihnen das Buch „Windkraft? Ganz einfach!“ von Christian Kuhtz.

Allerdings wird es nie ganz einfach, wenn „Schüler experimentieren“. Die beiden Jungforscher mussten erst einmal den Unterschied zwischen einem Propeller und einem Repeller verstehen. Beim Propeller wird Energie eingesetzt, um einen Luftstrom zu erzeugen, beim Repeller ist es gerade umgekehrt. Der Unterschied liegt im Flügelprofil.

„Man sollte schon handwerklich versiert sein, weil es beim Repeller auf Millimeterarbeit ankommt“, sagt Henry. Wo Handwerker zu Hause sind, gibt es auch Material: einen Dynamo vom Opa, der alles aufhebt; ein Stück Abwasserrohr vom Nachbarn, der gerade ein Haus baut; einen Teleskopbesenstiel aus der Rumpelkammer.

In zehn Stunden ist das Dynamo-Windrad fertig. Getestet wird es mit Opas Ventilator, der eine Windgeschwindigkeit von sechs Metern pro Sekunde erzeugen kann. Das entspricht Windstärke 4. Der erzeugte Strom reicht gerade aus, um eine Fahrradlampe zum Leuchten zu bringen. „Das ist ein Spielzeug“, urteilt Henry.

Also zurück in die Werkstatt. In rund 25 Stunden Bauzeit basteln die Schüler ein größeres Windrad mit Holzrepeller, Anlaufhilfe und automatischer Sturmsicherung. Als Dynamo dient ein Gebläsemotor aus einem alten Pkw.

Da der Ventilator nicht genügend Wind erzeugt, befestigen sie das Windrad auf dem Auto von Henrys Vater. Bei einer Geschwindigkeit von 50km/h (das entspricht Windstärke 7) erreicht der Repeller 4600 Umdrehungen pro Minute. Der Strom bringt eine 55 Watt-Glühbirne zum Leuchten.

„Durch einen Umbau des Dynamos könnte man sicher noch mehr Strom erzeugen“, meint Henry. Da jedoch in Mittelfranken selten genügend Wind vorhanden sei, lohne sich der große Aufwand für den Bau und die Materialbeschaffung wirtschaftlich nicht. „Trotzdem hat es großen Spaß gemacht. Am schönsten war, dass es überhaupt funktioniert hat.“