Humanoide Roboter - Carl Friedrich von Weizsäcker-Gymnasium

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68 Junge Junge Wissenschaft 89 89 // 2011 Magazin Wettbewerb Dominosteine und Luftballons lösen eine physikalische Kettenreaktion aus Beim Wettbewerb freestyle-physiscs der Universität Duisburg treffen sich seit einigen Jahren Anfang Juli über 2000 Schüler auf dem Campus. Mit raffinierten Kettenreaktionen und Gegenwindfahrzeugen treten sie gegeneinander an. Immer wieder lässt Johannes einen knapp zehn Zentimeter langen Wagen eine kleine Rampe herunterfahren. Nicht jedes Mal stößt das Fahrzeug auf die großen Dominosteine, mal weicht es nach rechts mal nach links aus. Johannes markiert den besten Startpunkt. Hautnah neben ihm steht Bernhard. Er knotet eine Drachenschnur an einen Klemmverschluss, der einen aufgeblasenen Luftballon verschließt. Ein kurzer Ruck an der Schnur öffnet den Verschluss, und Luft entweicht aus dem Ballon. Eine Kettenreaktion als Gemeinschaftsaufgabe Johannes und Bernhard sind Schüler der Klasse 9b des Carl-Friedrich-von- Weiszäcker-Gymnasiums aus Ratingen. Zusammen mit weiteren 21 Schülern und Schülerinnen umlagern sie einen Tisch. Inmitten der Schülertraube steht Beim Wettbewerb freestyle-physics geht es nicht um Hightech, sondern um Kreativität und physikalischen Pfiff. (Quelle: Walter) eine dreistöckige Konstruktion, circa eineinhalb Meter hoch. Jede Etage hat eine Fläche von etwa einem Quadtratmeter. Die Schüler bereiten ihre Kettenreaktion für den Wettbewerb freestyle-physics vor. Überall sind Arme und Hände. Um die obere Etage zu erreichen, stehen Maike und Vanessa auf einer Bierbank. Scheren, mehrere Rollen Klebeband und Bindfaden sind die wichtigsten Werkzeuge. Insgesamt 14 Effekte haben sich die Schüler für ihre Kettenreaktion im Physikunterricht ausgedacht. Theresa Schnitzler, ihre Lehrerin, hatte ihnen die Aufgabe gestellt, Bewegungsenergie und Lageenergie mit mechanischen Methoden immer wieder ineinander umzuwandeln. In kleinen Gruppen entwickelten die Schüler die Abläufe: Luft aus einem Luftballon bläst ein Segelschiff vorwärts, raffinierte Hebelkonstruktionen heben eine Klorollen- rakete an, Wasser fließt über eine Rampe und schließlich platzt ein Luftballon mit Konfetti. „Das ist unser Knalleffekt am Schluss“, erzählt Lisa stolz. Sie hofft, dass möglichst viel klappt: „Den Gesamtaufbau haben wir bisher nicht getestet.“ Die Konkurrenz ist groß Die Klasse 9b tritt gegen 77 Wettbewerber an. Einige haben professionelle Aufbauten in das Veranstaltungszelt gefahren. Eine Gruppe aus Ahaus setzt einen Laser und eine Hochspannungsstrecke ein. In dem etwa 1,70 Meter hohen, vierstöckigen „Physik-Hochhaus“ wird die unterste Ebene nur für die Verschaltung und die elektrische Versorgung genutzt. Andere Gruppen haben ihre Kinderzimmer geplündert und Loopingbahnen für Matchbox Autos, Xylophone, Duplo-Steine und Modelleisenbahnen eingebaut. Bei
freestyle-physics sind der Phantasie und der Kreativität keine Grenzen gesetzt. Der Initiator des Wettbewerbs, Physikprofessor Axel Lorke von der Universität Duisburg-Essen, freut sich darüber: „Die Schüler müssen nicht immer alles physikalisch durchdrungen haben“, räumt Lorke ein. Doch manche Idee überrasche selbst ihn. Katrijn aus der 9 b formt aus Kreppband ein Knäuel. Dies setzt sie als Korken auf eine Plastikflasche: „Mist, das ist nicht dicht!“ Katrijn ist nicht zufrieden. Dann kommt ihr die Idee: „Saskia, wir nehmen Styropor.“ Die beiden Mädchen durchsuchen die Materialkisten und umwickeln ein passendes Stück mit Kreppband. Jetzt verschließt der Korken die Flasche. Saskia und Katrijn klatschen sich ab. Theresa Schnitzler entdeckt ganz neue Seiten an ihrer Klasse: „ Alle ziehen an einem Strang. Das ist sonst nicht so. Das macht wohl die Atmosphäre hier im Zelt. Jeder bereitet konzentriert sein Experiment für die Juroren vor.“ Diese starten ihre Runde um 12.30 Uhr. Gegen 11 Uhr funktioniert schon vieles bei der 9b, aber die Übergänge zwischen den Effekten machen noch Probleme. Den Wettbewerb gibt es seit acht Jahren Der Wettbewerb freestyle-physics findet seit 2003 jedes Jahr statt. An drei Tagen kommen insgesamt über 2000 Teilnehmer aus ganz Nordrhein-Westfalen in das Freestyle-Zelt. 2010 konnten sich die Schüler im Vorfeld auf eine von fünf Aufgaben vorbereiten: Neben den Teilnehmern mit Kettenreaktionen kamen am ersten Tag noch 125 Gruppen mit Ge- genwindfahrzeugen. An den zwei anderen Tagen stellten sich Schüler mit Briefwaagen, ultraleichten Brücken und leistungsfähigen Elektromotoren dem Wettbewerb untereinander. Die Anforderungen an die Gegenwindfahrzeuge sind eindeutig: Welches Gefährt legt eine Strecke von etwa zwei Metern, auf denen zwei Ventilatoren Gegenwind erzeugen, in der kürzesten Zeit zurück? Manche Gruppen betreiben ganz entspannt Feintuning: Sind bei den vorgegebenen Windverhältnissen besser drei oder sechs Rotorblätter geeignet? Andere haben ein grundsätzliches Problem: Ihr Fahrzeug rührt sich nicht vom Fleck oder wird von den Ventilatoren weggeblasen. Da hilft es auch nicht, dass die Fahrzeuge liebevoll gestaltet sind und in einer Kiste mit der Aufschrift „Superspeed“ transportiert werden. Gut im Rennen liegen Fahrzeuge, die leicht sind und deren bewegliche Teile durch Reibung wenig gebremst werden. Wer die Strecke unter fünf Sekunden schafft, gehört zu den schnellsten. Bei der Klasse 9b läuft der Count down. Zeit eine Bratwust essen zu gehen hat niemand. Die Lehrerin umkreist aufgeregt ihre Schüler: “Kinder, was macht ihr da?“ entfährt es ihr. Die Schüler sind ruhiger, ganz in ihre Arbeit vertieft. Über das Mikrophon wird angekündigt, dass die Juroren jetzt starten. Juroren lassen sich begeistern Juroren zu finden, sei nicht schwer, erzählt Andreas Reichert, der Hauptorganisator. Professoren und wissenschaftliche Mitarbeiter der Physik- Fakultät nähmen sich gerne die Zeit, „Die Die Klasse 9b des Carl-Friedrich-von-Weiszäcker-Gymnasiums aus Ratingen hat mit Begeisterung am Wettbewerb freestyle-physics teilgenommen. (Quelle: Walter) Magazin Begeisterung der Kinder und Jugendlichen steckt auch uns an.“ Die Kettenreaktionen werden von vier Juroren beurteilt. Kriterien sind die Anzahl der Effekte, die physikalische Raffinesse und die Originalität der Ideen. Viel zu früh sind die Juroren bei der Klasse 9b. Maike erklärt den geplanten Ablauf. Vanessa ballt die Fäuste vor dem Gesicht, andere haken sich unter. Bernhard startet die Kettenreaktion. Fast nichts funktioniert: Der Wagen trifft die Dominosteine nicht, das Schiff kommt nicht ans Ziel. Doch wenigstens der Luftballon platzt zum Schluss. Der Konfettiregen gefällt den Juroren. Sie muntern die Klasse auf. Als die Juroren weiter gehen, sind plötzlich alle Schüler verschwunden. Ganz verlassen steht der Aufbau, nur Wasser tropft von der untersten Platte auf den Boden. Etwa eine halbe Stunde später stehen Maike und Vanessa wieder auf der Bierbank und justieren die Hebel. Johannes stellt den Wagen auf seinen Startpunkt und Katrijn füllt die Wasserflasche neu. „Morgen ist Schulfest. Da klappt es sicher besser,“ erklärt Lisa. Die Klasse 9b aus Ratingen beweist eine hohe Frustrationstoleranz, eine Eigenschaft von der Physiker nicht genug haben können. Physikalische Experimente klappen niemals beim ersten Mal, weder in der Schule noch im wissenschaftlichen Labor. Sabine Walter freestyle physics Der Wettbewerb freestyle physics ist ein jährlich stattfindender Schülerwettbewerb, bei dem Schülerinnen und Schüler der Jahrgangsstufen 5 bis 13 drei Monate Zeit haben, anspruchsvolle Aufgaben mit physikalischem Hintergrund zu bearbeiten. Die Ergebnisse werden anschließend gemeinsam in der Universität Duisburg-Essen präsentiert. Es kommt auf Kreativität, Originalität, physikalischen Pfiff, Funktionsfähigkeit und Robustheit an. Die zu bearbeitenden Aufgaben werden ab Februar auf der Internetseite www.freestyle-physics.de veröffentlicht. Dort gibt es auch weitere Informationen zu dem Wettbewerb. 69 69 Young Researcher
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