naturwissenschaftlich-technologisches und sprachliches Gymnasium.   

Unsere Teilnehmer bei Jugend forscht stellen ihre Projekte vor

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Viele Arbeitsstunden haben sie jeweils investiert, und immer wieder wurde neu überlegt und verbessert, bis sie dann endlich ihre Projekte beim Regionalentscheid von Jugend forscht präsentieren konnten – mit großem Erfolg. Im Folgenden stellen unsere Jungforscher jeweils in wenigen Zeilen ihr Projekt vor und erklären, worauf bei der Durchführung besonders geachtet werden musste. Herzlichen Glückwunsch zum erfolgreichen Abschneiden!

 

 

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Akustik der Posaune

Thaddäus Tomschy (Q12) – Jugend forscht – Fachbereich Physik

Für jeden Musiker stellt sich die Frage nach dem optimalen Klang. In meinem Fall interessiert mich, welche meiner drei Posaunen den besten Klang hat und welche Unterschiede man zwischen lautem und leisem Spiel feststellen kann. Dafür nehme ich Töne der drei verschiedenen Posaunen auf. Verwendet werden ein Instrumenten-Modell aus Plastik, eines für Anfänger und ein professionelles. Aufgenommen werden die Töne in einem möglichst isolierten Dachboden mit professionellen Mikrofonen, die das Signal dann zu einer Software weiterleiten, welche die Signale als Frequenzspektren darstellt. Die Spektren werden dann miteinander verglichen, und zwar erstens unter dem Aspekt, welche der Posaunen den besten Klang hat, und zweitens, welche Unterschiede zwischen lauten und leisen Tönen bestehen.


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Analyse von Blechblasinstrumenten mittels künstlicher Anregung

Severin Maierhofer (Q12) – Jugend forscht – Fachbereich Physik

Blechblasinstrumente fallen unter anderen Instrumenten vor allem durch ihre besondere Tonerzeugung auf, die rein mit den menschlichen Lippen funktioniert. Nach genauerer Betrachtung dieser Situation ergibt sich, dass eine Analyse von Blechblasinstrumenten nur mit künstlicher Anregung sinnvoll ist. Es wird daher versucht, ein Messsystem zu entwickeln, das sich zwar an einem professionellen und aufwendigen System orientiert, aber ohne ein speziell dafür geschaffenes Computerprogramm funktioniert. Eine Trompete wird daher mit einem Lautsprecher angeregt, wobei ein Mikrofon Resonanzen und Frequenzen messbar macht. Dabei wird festgestellt, dass eine Kopplung der Schwingkreise von Anreger und Instrument zu vermeiden sind, da diese unrealistische Ergebnisse hervorruft. Abschließend wird klar, dass dieses Konzept der künstlichen Anregung funktioniert, jedoch für eine nähere analytische Untersuchung sowohl genaueres technisches Equipment als auch software-technische Berechnungen nötig wären.

 

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HC² - Highly Configurable HomeCtrl

Michael Mayerhofer (10d) – Jugend forscht – Fachbereich Technik

Mit diesem System kann man mit einer App, Lichter schalten, LED-Streifen dimmen, Thermostate einstellen, Sensoren auslesen und mehr. Das Netzwerk besteht aus mehreren Raspberry Pi's, an denen Relais, Sensoren und Thermostate angeschlossen sind, sowie einem zentralen Server, der die Messwerte speichert und automatisiert Regelt. Eine iPhone App stellt dann die Daten dar, bietet Steuermöglichkeiten und sogar Administrationsmöglichkeiten für Linux-Systeme. Das Projekt wurde in C++ und Swift programmiert und ist sehr flexibel konfigurierbar, was es individuell einsetzbar macht. Kommuniziert wird über TCP/IP Sockets und JSON, einem Format, welches sowohl vom Computer als auch Menschen leicht gelesen werden kann. Ein besonderes Merkmal des Systems ist, dass es nur eine Konfigurationsdatei gibt, in der die Parameter der anderen Programme eingebettet sind und auf Anfrage verteilt werden.

 

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Ein iterativer Ziffernzählautomat

Felix Zillinger (Q11) – Jugend forscht – Fachbereich Mathematik/Informatik

In meiner Arbeit untersuche ich, wie sich die Häufigkeit des Auftretens einer Ziffer zwischen 0 und 9 in einer Menge von 10 einstelligen Zahlen entwickelt. Von einem Automaten wird auf einer Anzeige abgelesen, wie oft die Ziffern 0 bis 9 vorkommen, und er meldet dieses Ergebnis wieder an die Anzeige zurück. Dieser Prozess soll iterativ wiederholt werden. Ich möchte untersuchen, ob sich nach einer gewissen Zahl von Iterationsschritten stabile Anzeigemuster einstellen können und ob sich bestimmte Anzeigemuster periodisch wiederholen. Mich interessiert, ob es verschiedene Periodenlängen gibt oder das Anzeigemuster schließlich nur zwischen zwei Konfigurationen hin und her springt. Erste Experimente möchte ich mit einem Tabellenkalkulationsprogramm durchführen. Für systematische weitere Verwendungen werde ich auf eine höhere Programmiersprache zurückgreifen (Python).

 

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