Kutató ifjúság 2023/2024

Állami döntő: Az állami verseny díjátadó ünnepséggel zárult március 21-én Düsseldorfban.

Regionális döntő: 2024.02.28. Düsseldorf 

A projekt áttekintése:

Ha egy ferromágneses anyagot változó mágneses térbe helyezünk, akkor az anyagban apró deformációt érzékelhetünk. Ezt a deformációt egy kis golyóval lehet demonstrálni. Bár az anyag deformációja csak mikrométeres, a deformáció nagy frekvenciája miatt a golyó pattogni kezd. Kutatásommal a hatást mind minőségileg, mind mennyiségileg meg akartam magyarázni, és jellemezni a labda mozgását.

A projekt áttekintése:

Amikor egy passzívan guruló golyó egy homokkal töltött pályára kerül, lelassul, amíg végül meg nem áll. Egy ilyen vészfékező pálya működése nyilvánvalónak vagy triviálisnak tűnhet, de a mozgás modellezése érdekes kihívásnak bizonyul, mivel a homok viselkedése nehezen leírható, és számos tényező befolyásolja a féktávot. Hogy a lassulás állandó-e, mitől függ, és hogyan néz ki az ideális pályahossz – ezekre a kérdésekre adok választ munkám során az elmélet és a mérések összevetésével.

A projekt áttekintése:

Elektroncsövekkel manapság ritkán találkozhatunk. Számos zenész és hangszakértő állítja, hogy a csöves erősítők jobbak vagy másképp szólnak, mint a nagyon elterjedt, tranzisztorokkal vagy mikrochipekkel működő erősítők. De ha a csöves erősítők “jobban” szólnak, miért mentek ki a divatból? Nem szólnak jól, vagy nem jobbak, mint a modern eszközök? Mik a különbségek? Melyek a csöves erősítők technikai titkai, amelyek miatt másképp szólnak? E kérdések megválaszolása érdekében építettem egy erősítőt elektroncsövekből. Kutatásom során mérőeszközökkel méréseket végzek, hogy megnézzem, hogyan változtatják meg az erősítők a bemeneti jeleket. Ezután megkérdezem az embereket is, hogy melyik hangzás tetszik nekik jobban, és összehasonlítom az eredményeket a mérésekkel. A kutatási hipotézisem az, hogy a csöves erősítők jobban szólnak, mert a kimeneti jelek kellemesebbek a fülnek.

A projekt áttekintése:

Projektemben a dominók viselkedését vizsgálom, figyelembe véve a távolság, az ütközési szög és a súrlódás paramétereit. Az ütközési szög, a maximális távolság és a minimális távolság paramétereinek előrejelzésére tisztán matematikai képletek állnak rendelkezésre. Ezeket azért vizsgáltam, hogy megmutassam, hogy bár a matematika szép, a gyakorlat más. A tisztán matematikai modell figyelmen kívül hagyhat olyan tényezőket, mint a súrlódás és a légellenállás, ami pontatlansághoz vezet. Megmértem két dominó ütközési szögét különböző távolságokban, először statikusan, majd dinamikusan, és összehasonlítottam a számított értékeket. A statikusan mért értékek nagyrészt egyeznek. A legkisebb és legnagyobb távolságokra vonatkozó előrejelzett értékek nem helyesek. Az eltérések különböző felületeknél eltérőek voltak, de mindig jelen voltak. Ezzel a projekttel a dominó példáján keresztül szeretném megmutatni, hogy a világunk sokkal összetettebb, mint néhány számítás.

A projekt áttekintése:

A termoakusztikus motorral tavaly jelentkeztem, azóta sokat és újra dolgoztam vele. Dióhéjban: a motor a hőenergiát egy akusztikus hanghullám rezgési energiájává alakítja át, ami végül mozgási energiává alakul. Tavaly bemutattam a működésének feltételeit és jellemzőit. Ezúttal a hőmérséklettel, a hanggal, a meleg oldallal és nem a mechanikus, hanem az elektromos energiával foglalkozom, hogy jobban megmagyarázzam a működését. Mérni fogjuk a meleg oldal hőmérsékletét, hogy elemezni tudjuk a vonatkozó paramétereket. A hangban lévő felharmonikusokat is közelebbről és összetettebben vizsgálom, az elektromos teljesítményt kivonva a rendszerből, és összességében továbbfejlesztettem a motor szerkezetét a méréseimhez.

A projekt áttekintése:

Az iskolánk fizika szakköre keretében már korábban is foglalkoztunk az Arduino-val, és nagyon szerettük. Mindannyian játszunk hangszeren is, ami arra inspirált minket, hogy az Arduino és a zene kombinációjával hozzunk létre valamit. Lassan előálltunk egy olyan hangszer ötletével, amely távolságméréssel működik. A legfontosabb, nélkülözhetetlen eszközök alapvetően a távolságot mérő érzékelők és a tranzisztor. A hangok frekvenciáját ezzel a két különböző érzékelővel lehet befolyásolni. Ezek ultrahanggal mérik a távolságot az érzékelőtől a tárgyig. Ez lehetővé teszi, hogy a frekvenciát a kezével szabályozza. A projekt kérdése az volt, hogy megvalósítható-e egy ilyen hangszer, és hogy a hangszer a végén valóban működni fog-e.

A projekt áttekintése:

A mezőgazdasági öntözőrendszereket világszerte használják, de gyakran túl drágák, energiaigényesek és bonyolultak. Ehelyett egy egyszerű csőszivattyú sok esetben kielégíti az igényeket. Ezt úgy hozzák létre, hogy egy csövet ferdén egy forgó függőleges tengelyhez rögzítenek, és ahol közelebb van a tengelyhez, ott részben vízbe merítik, hogy a cső tetején folyadék spricceljen ki. A szivattyú optimalizálása érdekében ennek a gyakorlati eszköznek a fizikai hátterét vizsgálom meg úgy, hogy elméleti modellt dolgozok ki (elsősorban a csőben lévő nyomáskülönbségekre és a Bernoulli-egyenletre alapozva) a víz térfogatáramára és a megtett útra vonatkozóan, és a modellt megfelelő mérési elrendezéssel támogatom, két mérési módszerrel és különböző paraméterek vizsgálatával. Ezáltal jobban megérthetővé válik a jelenség, és ezáltal lehetővé válik a gazdálkodók számára az optimalizálás és a hatékonyság növelése.