5.01 Was hÀlt Papier alles aus? Mathematische Berechnungen zu den Festigkeitseigenschaften von Papier

Felix Zimmermann, Schillerschule Hannover 

Papier ist ein Material, das nicht nur schön aussehen soll, sondern auch u.a. fĂŒr Verpackungen eine hohe Festigkeit bieten muss. Was hĂ€lt Papier also alles aus? Es bietet sich dazu an, Zugversuche an verschieden dicken und breiten Messstreifen durchzufĂŒhren und ihre Eigenschaften ĂŒber den ‚Tensile Index‘ auszudrĂŒcken. Die Messstreifen (ungeschwĂ€chte und geschwĂ€chte) zeigen einen Ă€hnlichen Kurvenverlauf des ‚Tensile Index‘, der ĂŒber dem FlĂ€chengewicht abfĂ€llt, weil die ReißlĂ€nge bei höherem FlĂ€chengewicht der Probe abnimmt. Die gewonnenen Ergebnisse werden mit Hilfe der Statistik auf ihre ZuverlĂ€ssigkeit geprĂŒft.

5.02 Unendlich wiederholtes UmfĂŒllen

Stefan Bölsker, Gymnasium Haren (Ems)

Eine bestimmte Menge Wasser wird zufĂ€llig auf eine beliebige Anzahl GefĂ€ĂŸe verteilt. Anschließend wird aus einem GefĂ€ĂŸ ein Anteil m in ein zweites GefĂ€ĂŸ gefĂŒllt, aus welchem der gleiche Anteil in ein drittes GefĂ€ĂŸ weitergegeben wird. Dieses Verfahren wird bis zum letzten GefĂ€ĂŸ fortgefĂŒhrt, aus diesem dann der Anteil wieder zurĂŒck in das erste GefĂ€ĂŸ gegeben wird. Nach unendlicher Wiederholung des gesamten Vorgangs stellt sich eine bestimmte Verteilung ein, die in dieser Arbeit untersucht wird.

5.03 Verteilung von Zahlen in natĂŒrlichen Systemen

Simon StĂŒckemann und Moritz Pflanzer, CĂ€cilienschule Wilhelmshaven

Basierend auf dem Benfordschen Gesetz, welches die Ziffernverteilung in Zahlen natĂŒrlicher Herkunft beschreibt, untersuchten wir verschiedene DatensĂ€tze hinsichtlich ihrer Übereinstimmung mit den benfordschen HĂ€ufigkeiten. Anschließend entwickelten wir mit Hilfe der erlangten Kenntnisse ein Programm zur qualitativen Analyse einer Zahlenmenge bezĂŒglich der Benfordschen Verteilung.

5.04 Analyse von Finanzstrategien mit Hilfe einer Populationsdynamik

Landessieger

Ellen Carmesin und Malin Lachmann, Vincent-LĂŒbeck-Gymnasium Stade

Ziel unserer Arbeit ist es, die langfristigen Auswirkungen von Investitionsstrategien unterschiedlicher Akteure auf dem Finanzmarkt zu analysieren. Eine gute Strategie zeichnet sich hierbei nicht durch hohen Profit, sondern durch eine hohe ÜberlebensfĂ€higkeit und die FĂ€higkeit Tochtergesellschaften bilden zu können aus. Wir entwickelten ein fĂŒr eine Analyse nach diesen Gesichtspunkten geeignetes Modell und konnten anhand von Computersimulationen den Finanzmarkt untersuchen. So ließen sich Aussagen ĂŒber die Entstehung von Bankencrashs, ĂŒber die Wirkung von Maßnahmen zu deren Vermeidung und ĂŒber die QualitĂ€t von Anlegerstrategien treffen. Eines unserer Ergebnisse war, dass Managerboni die SystemstabilitĂ€t gefĂ€hrden. 

5.05 Selbstgebautes portables digitales PIC-gestĂŒtztes Oszilloskop

Lucas JĂŒrgens, Christian-Gymnasium Hermannsburg

Wie kann man ein leistungsfĂ€higes Oszilloskop bauen, welches trotzdem portabel und klein ist? Die Lösung ist ein PIC-Microcontroller und ein kleines grafisches Display. Der Microcontroller, der vorher in der Programmiersprache „C“ ĂŒber den Computer programmiert worden ist, nimmt die Messwerte ĂŒber einen AD-Wandler auf und stellt sie anschließend auf dem Display grafisch dar.

5.06 Simulation von physikalischen und chemischen Prozessen

Felix Geilert, Scharnhorstgymnasium Hildesheim

Die Simulation von physikalischen Prozessen auf dem Computer hat in den letzten Jahren einen immer höheren Stellenwert gewonnen. In meiner Arbeit beschĂ€ftigte ich mich zum einen mit der Simulation von physikalischen Prozessen, wie z.B. aufeinander prallenden Metallkugeln oder geworfenen WĂŒrfeln. Ein anderer Teil der Arbeit handelt von der Simulation von chemischen Reaktionen. Dazu wurde eine Datenbank erstellt, die die Eigenschaften von Stoffen beinhaltet.

5.07 RĂ€umliche Computerdarstellung von Chelatkomplexen

Landessieger

Ben Heuer, Gymnasium Carolinum OsnabrĂŒck

In einem Gebiet der Komplexchemie, das zum Bereich der Anorganik gehört, liegen MolekĂŒle in cyclischen Strukturen vor, den Chelatkomplexen. FĂŒr die Voraussage von bestimmten Eigenschaften eines solchen MolekĂŒls ist es wichtig, die rĂ€umliche Anordnung zu rekonstruieren, in der es am wahrscheinlichsten vorliegt und zusĂ€tzliche potentielle Konstellationen zu ermitteln. Diese Anordnungen werden normalerweise durch Simulation von Kraftfeldern unter Verwendung von Datenbanken berechnet. Dabei werden grundlegende Konfigurationen nicht immer gefunden. Ziel des Projektes ist es, die mathematische Berechnung der möglichen Anordnungen zu optimieren und in einem Computerprogramm zur rĂ€umlichen Darstellung von Chelatkomplexen zu realisieren. Es wird die Programmiersprache Python verwendet.

5.08 Entwicklung eines plattformunabhÀngigen und offenen Internetradiodienstes

Marcel Lotze, Martino-Katharineum Gymnasium Braunschweig

In meiner Arbeit habe ich einen plattformunanbhĂ€ngigen und offenen Internetradiodienst entwickelt, dessen FunktionalitĂ€t ich an einer Website, verschiedenen Anwendungen und mobilen GerĂ€ten demonstrieren werde. Durch eine offene Schnittstelle wird es möglich, mit jedem GerĂ€t auf die Funktionen des Dienstes zuzugreifen und die entsprechenden Daten fĂŒr dieses optimiert darzustellen.

 

2018