JuFo 2011

Sieger und Lehrer

Mit insgesamt 13 Projekten war das WGG in diesem Jahr wieder sehr gut beim Wettbewerb Jugend forscht vertreten. Die insgesamt acht Preise, darunter ein erster und ein dritter Preis sowie drei nur je einmal vergebene Sonderpreise zeigen, dass die naturwissenschaftliche Ausbildung am WGG von hoher Qualität ist.

Philip Dienstbier, Regionalsieg im Fachgebiet Physik und Sonderpreis für zerstörungsfreie Materialprüfung

Thema: Untersuchung eines Sensors für optische Oberflächenvermessung auf größeren Messfeldern

Philip Dienstbier Die an der Universität Erlangen-Nürnberg entwickelte SIM-Messtechnik zur optischen 3D- Oberflächenvermessung soll auf größeren Messfeldern hinsichtlich der erreichbaren Genauigkeit untersucht werden. Hierzu habe ich einen angepassten Aufbau mit kommerziellen Videoobjektiven umgesetzt und anschließend experimentell und theoretisch die verschiedenen Faktoren auf die Genauigkeit untersucht. Dies ist für eine zukünftige Optimierung und Beurteilung des Sensors notwendig. Das Sensorkonzept ist deswegen sehr interessant, da sowohl raue als auch glatte Objekte mit starken Neigungen sehr genau vermessen werden können, wie es z.B. in der Produktkontrolle notwendig ist. Es stellt sich heraus, dass mit dem jetzigen Aufbau bereits lokale Höhenunterschiede von nur einem Mikrometer messen lassen, das ist ca. 1/60 der dicke eines menschlichen Haares.

Ergänzung vom 6.6.11: 2. Preis beim Bundeswettbewerb

Katharina Grasruck, 3. Preis im Fachgebiet Biologie

Thema: Gewichtsreduktion im Leistungs- und Breitensport am Beispiel Ringen

Katharina Grasruck In meinem Jugend forscht - Projekt habe ich mich mit dem Thema der Gewichtsreduktion vor Wettkämpen im Ringsport beschäftigt. Dabei haben mich zunächst die akuten und unmittelbaren Auswirkungen auf den Körper und die Leistungsfähigkeit interessiert. In erster Linie folgt auf den Wassermangel eine Verdickung des Blutes und damit eine momentane Verringerung der Leistung. Ob sich die Gewichtsentwicklung eines erfolgreichen Ringers während seiner Pubertät vom deutschen Durchschnitt unterscheidet, war eine weitere, interessante Fragestellung, die eine eindeutige Tendenz zum Untergewicht aufzeigt und somit den Beleg für negative Langzeitfolgen liefert. Sinnvolle Gewichtsreduktion kann nur mithilfe einer speziellen Ernährungsumstellung erfolgen.

Christoph Klebl, Sonderpreis Umwelt und Nachhaltigkeit (Fachbereich Biologie)

Thema: Vergleich der verursachten Treibhausgasemissionen des Mensaessens am WGG und OG für den Zeitraum einer Woche mit drei selbst entworfenen Szenarien

ChristophKlebl Meine Arbeit behandelt den Vergleich der verursachten Treibhausgasemissionen des Mensaessens des Willibald- Gluck- und des Ostendorfer-Gymnasiums für den Zeitraum einer Woche mit drei von mir erstellten Szenarien. Hierzu habe ich einen repräsentativen Wochenmenüplan der Mensa erstellt, welcher ein vegetarisches Gericht und ein Fleischgericht pro Tag enthält sowie einen fiktiven Menüplan, bei welchem die Fleischgerichte auf zwei pro Woche reduziert wurden, einen, der ausschließlich vegetarische Gerichte enthält und einen, der dem repräsentativen Wochenmenüplan gleich ist, bei welchem jedoch bei allen Lebensmitteln ein ökologischer Anbau angenommen wird. Ziel war es herauszufinden, welche Menüplangestaltung vor dem Hintergrund der größtmöglichen Einsparung von Emissionen wünschenswert wäre. Die schlechteste Klimabilanz hat der repräsentative Wochenmenüplan, durch welchen 722 kg CO2 pro Woche emittiert werden, gefolgt von dem ökologischem Menüplan mit 627 kg CO2, dem und dem Szenario "Fleischreduktion" mit 546 kg CO2. Am klimafreundlichsten wäre eine Umstellung auf den vegetarischen Menüplan, welcher 405 kg CO2 pro Woche verursachen würde.

Thomas Haubner, Sonderpreis Nachwachsende Rohstoffe (Fachbereich Chemie)

Thema: Herstellung von Bioethanol der 2. Generation

Thomas Haubner Bei der Arbeit geht es darum, aus den Reststoffen Stroh, Holzresten und Altpapier Bioethanol zu gewinnen, welches als Ersatzstoff für Benzin verwendet werden kann. Hierbei wurden zwei Verfahren getestet: Zum einen ein enzymatisches Verfahren, bei dem das Enzym "Cellulase" benutzt wurde und zum anderen ein saures Verfahren, mittels "Schwefelsäure". Auf Grund der Messwerte des entstandenen Bioethanols wurden die Verfahren bezüglich ihrer Rentabilität verglichen.

Nicolas Leitmann, Sonderpreis des Lions-Club Neumarkt (Fachbereich Biologie)

Thema: Verhaltensbeobachtungen an Schwarzschwanzpräriehunden

Ralph Auer und Andreas Blank, Sonderpreis des Lions-Club Neumarkt (Fachbereich Chemie)

Thema: Käseherstellung und Analyse von Bio-Bier

Stefan Meier, Sonderpreis des Lions-Club Neumarkt (Fachbereich Mathematik und Informatik)

Thema: Metaheuristiken zur optimalen Berücksichtigung von Schülerwünschen bei der computergestützten Bildung von Schulklassen

Stefan Meier Zielsetzung des Projekts war es, mit Hilfe sogenannter Metaheuristiken möglichst optimale Schulklassen zu bilden. Optimale Klassen zeichnen sich z.B. durch die Erfüllung möglichst vieler Schüler-Wünsche sowie der gemeinsamen Zugehörigkeit mehrerer Schüler zum gleichen Ort aus. So war die Quote erfüllter Wünsche bei zufällig erstellten Klassen bei ca. 10-15% und konnte durch Verwendung der Metaheuristiken "Lokale Suche", "Simulated Annealing" und "Tabu-Search" auf bis zu 90% angehoben werden

Folgende Schüler hatten sich ebenfalls bei Jugend forscht engagiert Clemens Hübner, Fachbereich Mathematik und Informatik

Thema: Einwegfunktionen

Clemens Huebner Im Rahmen meines "Jugend forscht"-Projekts beschäftigte ich mich im mit Einwegfunktionen. Dabei handelt es sich um eine spezielle Art von Funktionen, die zwar einfach zu berechnen, jedoch nicht effizient umkehrbar sind. Neben verschiedenen Kandidaten für Einwegfunktionen beschäftigte ich mich mit deren Anwendung, die besonders in der asymmetrischen Verschlüsselung liegt.

Felix Hartmann, Fachbereich Mathematik und Informatik

Thema: Mathematische Modellierung von Wachstums- und Zerfallsprozessen

Felix Hartmann Im Rahmen dieser Arbeit habe ich mich mit einem ganz alltäglichen Problem beschäftigt: Wie stelle ich die mich ständig umgebenden Wachstums- & Zerfallsprozesse in einer angemessenen mathematischen Weise dar? Dazu wurden diverse Hilfsmittel aus dem "Werkzeugkasten" der Mathematik herangezogen um zu zeigen, dass kein noch so unscheinbarer Vorgang nicht durch Mathematik dargestellt werden kann. Eine der wichtigsten Anwendungen in dieser Arbeit war die Differentialgleichung (DGL), die der Grundbaustein bei der Ermittlung eines jeden Wachstums- oder Zerfallsprozesses ist. Als Beispiele wurden einfache Funktionen, wie sie sich zum Beispiel beim Bierschaumzerfall finden lassen (einfaches, negatives, exponentielles Wachstum), aber auch komplexere Zusammenhänge wie zum Beispiel das logistische Wachstum untersucht. Sonderfälle wie sie beim Vergifteten Wachstum oder dem Wachstum mit Selbstvergiftung vorzufinden sind, wurden ebenfalls im Teilbereich der Aufgaben abgehandelt.

Maximilian Ochsenkühn, Fachbereich Biologie

Thema: Thermonastie bei Gänseblümchen

Maximilian Ochsenkuehn Die Nastie des Gänseblümchens wird durch einen äußeren Reiz (Temperatur) ausgelöst und ruft eine Lageveränderung hervor. Neben Öffnungs- und Schließbewegung durch Turgordruck- veränderungen innerhalb der Zellen kommt es auch zu einer Wachstumsbewegung der Blütenblätter. In Versuchen wird die nastische Bewegung des Gänseblümchens dann als rein thermonastisch nachgewiesen. Desweiteren wird auch der Einfluss von anderen Umweltfaktoren auf die Öffnungs- und Schließbewegung untersucht. Sowohl Wasserentzug, als auch niedrige Temperaturen und Lichtentzug wirken sich auf die Zeit, die das Gänseblümchen zur Lageveränderung benötigt, verlängernd aus.