Jugend forscht 2024/2025

Technik

Draisine Innovation: Motordraisine mit elektrischer Kraftübertragung

TAXNER Tádé

– Sonderpreis der Mitsubishi Electric Europe B.V.

Draisinen sind Schienenfahrzeuge, die für das Transportieren von Touristen und auch für Bahnarbeiten benutzt werden. Die können durch menschliche Kraft oder durch Benzinmotoren aus Motorrollern in die Bewegung gesetzt werden. Die Motorisierten haben ein Problem, man kann mit dieser Konstruktion nicht in beiden Richtungen fahren, ohne die Fahrzeuge zu heben und drehen. Das ist schwer, zeitaufwendig und bei längeren Fahrzeugen unmöglich. Mechanische Richtungswandler bei einer Leistung von 7,5KW kommen nicht in Frage. Aber es gibt eine Alternative: wie bei den Diesellokomotiven kann man mithilfe von einem Brennstoff-Generator und einem Elektromotor die Leistung auch elektrisch übertragen. Diese Lösung ist bei Draisinen selten zu sehen, deshalb muss die Umsetzung erforscht werden. Ziel dieses Projektes ist, diese Kraftübertragungsmethode für eine Draisine zu optimieren und eine gute Funktionsfähigkeit zu erreichen. Deswegen spielt die Planung mithilfe von CAD-Programmen eine große Rolle.

Technik

Distanzuino2BT

KÜRTÖSI Laura, SZEDERKÉNYI Mátyás, SZEDERKÉNYI Dóra

– Regionalsieg für das beste interdisziplinäre Projekt
– Sonderpreis IHK Düsseldorf

Landesfinale NRW:

– Sonderpreis Unternehmergeist

Letztes Jahr haben wir ein Musikinstrument erfunden, das mit Hilfe von Ultraschallsensoren auf der Grundlage der Entfernungsmessung funktioniert. In diesem Jahr entwickeln wir dieses Instrument weiter, indem die Entfernung jetzt mit einem Laser-Entfernungsmesser gemessen wird und Bluetooth benutzt wird, um den Distanzuino z.B. auf dem Handy zu steuern und so den Ton über einen Lautsprecher ertönen zu lassen. Unsere Idee ist, dass das Instrument möglichst einfach und zugänglich gestaltet wird, damit auch Jugendliche davon lernen können. Unser Ziel ist es, das Gerät über eine Webseite steuerbar zu machen. Dazu gehört zum Beispiel das Ein- und Ausschalten, das Umstellen der Frequenzen und die Lautstärkeregelung. Durch die Neuerungen des Distanzuinos möchten wir das Instrument für die Öffentlichkeit verfügbar und benutzbar machen. So ist unser Gerät bereits reproduzierbar und marktfähig. Im Gegensatz zum letzten Jahr kann es jetzt unendlich viele Töne mit einem Klick auf dem Handy erzeugen

Physik

Lato Lato – Physik eines Kinderspielzeuges

SIPEKI Stella Isabel

– Regionalsieg – 1. Preis Physik
– Sonderpreis IHK Düsseldorf

Landesfinale NRW:
– Landessieg – 1. Preis Physik

Das Lato Lato (eng. Clackers) ist ein Spielzeug südostasiatischer Herkunft. Es besteht aus zwei identischen Kugeln, die an zwei Fäden gleicher Länge hängen, die oben an dem Angriffspunkt miteinander verbunden sind. Wenn dieser Punkt entlang einer vertikalen Achse oszilliert, beginnen die Kugeln an den Fäden eine Pendelbewegung. In dem tiefsten Punkt dieser Bewegung stoßen die Kugeln zusammen. Im ganzen System werden so durch die Oszillation des Angriffspunktes die Kugeln angeregt. Mein Projekt zielt darauf ab, das Verhalten dieses Systems zu untersuchen und das Zusammenspiel von Anregungsfrequenz, Eigenfrequenz, Auslenkungswinkel und Geschwindigkeit darzustellen. Ich demonstriere einerseits die mechanische Komplexität eines alltäglichen Kinderspielzeuges und andererseits wie in unserer Welt alles auf den Gesetzen der Physik beruht.

Physik

Fata Morgana selbst gemacht

FÜRCHT-BECK Adél, SCHMIDINGER Petra

– 2. Preis Physik
– Sonderpreis Grünwerke GmbH

Unser Ziel war es, eine obere Fata Morgana unter Laborumständen nachzuahmen und Messungen dazu durchzuführen. Dies ist ein Phänomen, was der einfachen Fata Morgana ähnelt, aber umgekehrt ist. Also eine warme Luftschicht liegt über einer kalten und wenn ein Lichtstrahl, der in einem bestimmten Winkel in das optisch dünnere Medium übergeht, findet eine Totalreflexion statt. Um das nachzuahmen, haben wir einen Versuch konstruiert, bei dem zwischen zwei Metall Tablets (diese leiten die Wärme) eine Box aus durchsichtigem Plastik (was Wärme isoliert) liegt, nach oben und unten geöffnet. In das untere Tablet kommen Kühlakkus, in das obere heiße Wasser. Nun wird ein Laserstrahl in flachem Winkel durch die Box geschossen und der Endpunkt des Laserstrahls wird markiert. Sobald der Temperaturgradient entsteht, sieht man das Phänomen. Dieses Experiment ist eine Neuigkeit, da Fata Morganas unseres Ermittelns noch nicht so genau, mit Luftschichten mit verschiedenen Temperaturen nachgebaut wurden.

Physik

Ladungsmesser

BARTÓK Blanka

– 2. Preis Physik
– Sonderpreis Bild der Wissenschaft Jahresabonnement

Wenn man an Ladungsmesser denkt, stellt man oft nur einen Spannungsmesser vor, wovon man die Ladung mit Hilfe von Kapazitäten berechnet. Es gibt also oft keine Ladungsmesser, die die tatsächliche Ladung messen. Mein Ziel ist einen echten, billigen und demonstrativen Ladungsmesser zu entwickeln. Es besteht aus zwei Plattenkondensatoren, ein Ball mit leitender Fläche, ein leitender Faden, ein Stromversorger und ein Strommesser. Das theoretische Modell beruht auf den folgenden: Man lädt den Ball und Platten auf und man kann die Ladung aus dem Winkel berechnen. Doch ich kann aus den Messungen auch die tatsächliche Ladung mit Hilfe von dem Strommesser bestimmen. Dadurch werde ich zusätzlich die Effekte untersuchen, die ähnlich aufgebauten Ladungsmesser normalerweise beeinflussen.

Physik

Thermoelektrische Generator- von Wärme zu Strom

SZÜCS Petra

– Sonderpreis Energiewende & Klimaschutz

In meinem Projekt beschäftige ich mich mit der Nutzung von Peltier-Elementen, um Wärmeunterschiede in elektrische Energie umzuwandeln und im praktischen Leben zu verwenden. Ich habe verschiedene Experimente durchgeführt, bei denen Kerzen als Wärmequelle und Wasser als Kühlmedium dienten, um die Abhängigkeit der erzeugten Leistung von der Temperaturdifferenz zu analysieren. Ziel ist es, Möglichkeiten thermoelektrischer Generatoren für nachhaltige Energiegewinnung zu erforschen und deren Anwendungen zu testen.

Chemie

Teilweise absorbierbare Pflaster

HAJSZ Natali Júlia

– 2. Preis Chemie

In meinem Projekt plane ich zu untersuchen, ob der Strömungswiderstandskoeffizient konstant bleibt oder sich unter verschiedenen Bedingungen verändert. Dazu werde ich Kegel aus einer festen Höhe fallen lassen und den Fall dabei filmen. Die Kegel werden unterschiedliche Querschnittsflächen aufweisen. Mein Ziel ist es, den Einfluss des Strömungswiderstandskoeffizienten zu untersuchen und zu klären, ob er konstant ist.

Physik

Strömungswiderstandskoeffizient – konstant?

KLASSON Johanna

– Sonderpreis Stadtwerke Düsseldorf AG

In meinem Projekt plane ich zu untersuchen, ob der Strömungswiderstandskoeffizient konstant bleibt oder sich unter verschiedenen Bedingungen verändert. Dazu werde ich Kegel aus einer festen Höhe fallen lassen und den Fall dabei filmen. Die Kegel werden unterschiedliche Querschnittsflächen aufweisen. Mein Ziel ist es, den Einfluss des Strömungswiderstandskoeffizienten zu untersuchen und zu klären, ob er konstant ist.