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Jugend forscht 2024 – Regionalwettbewerb in Krefeld
Am Donnerstag, den 15.02.2024 fand der Regionalwettbewerb von Jugend forscht im Seidenweberhaus in Krefeld statt. Insgesamt traten hier 147 Projekte zur Wertung an. Vom Clara waren drei Projekte dabei, die in den Kategorien Mathematik / Informatik, Chemie sowie Physik antraten.
Mathematik / Informatik, Schüler experimentieren:
Nick aus der Klasse 8 startete bei „Schüler experimentieren“, der „Junior-Ausgabe“ von Jugend forscht, da er jünger als 15 Jahre ist. Nick forschte zum Collatz-Problem.
Collatz-Problem:
Bei dem Problem geht es um Zahlenfolgen, die nach einem einfachen Bildungsgesetz konstruiert werden:
- Beginne mit irgendeiner natürlichen Zahl n > 0.
- Ist n gerade, so nimm als nächstes n / 2.
- Ist n ungerade, so nimm als nächstes 3n + 1.
- Wiederhole die Vorgehensweise mit der erhaltenen Zahl.
Zum Beispiel ergibt sich mit der Startzahl n = 19 die Folge 19, 58, 29, 88, 44, 22, 11, 34, 17, 52, 26, 13, 40, 20, 10, 5, 16, 8, 4, 2, 1, 4, 2, 1, …
Die Folge tritt somit in einen Zyklus ein, in dem die Zahlen 4, 2, 1 ständig wiederholt werden.
Die Collatz-Vermutung lautet nun:
Die Zahlenfolge mündet immer in den Zyklus 4, 2, 1, egal, mit welcher positiven natürlichen Zahl man beginnt.
Diese Vermutung konnte man bislang weder beweisen noch widerlegen.
Mit Python erzeugte Nick verschiedene Diagramme zu dem Collatz-Problem und untersuchte verschiedene Aspekte wie z.B. die Umkehr zur Collatz-Folge. Im Jurygespräch führte er unter anderem den Beweis zu
per vollständiger Induktion. Damit überzeugte er die Jury und sie erklärte ihn zum Regionalsieger. Am 4. Mai darf Nick in Essen auf Landesebene antreten.
Chemie, Jugend forscht:
Anhelina, Merlin und Anton (alle aus der Jahrgangsstufe 10) haben auf der Basis von natürlichen, teilweise lebensmittelechten anorganischen und organischen Chemikalien einen festen WC Reiniger hergestellt und als geschütztes Warenzeichen beim Patentamt eintragen lassen. Der Gruppe ging es bei den üblicherweise recht aggressiven und umweltschädigenden Reinigern aus dem Supermarkt darum, einen sowohl ökologisch wie auch ökonomisch überzeugenden Reiniger zu synthetisieren, der sehr wirkungsvoll ist und dabei keine Gefahrstoffkennzeichnung benötigt. Die Toilo Taps sind eine Art „Start up“ Idee.
Physik, Jugend forscht:
Jannik (aus der Jahrgangsstufe 10) forschte in Physik zu Magneten und entwickelte eine Magnetschleuder. Jannik hatte im Bereich der Wechselwirkungen zwischen Strom, Bewegung und Magnetismus die Idee, einen Metallkörper mit Hilfe eines Elektromagneten wegzuschleuden. Die Grundlage ist die Lenz'sche Regel, die im Thomsonschen Ringversuch verdeutlicht wird. Dabei ist interessant anzuerkennen, dass Jannik alle Ideen und Lösungsansätze selbst erarbeitet hat und zwar ohne den Ringversuch zu kennen oder nach Lösungsansätzen im Internet zu recherchieren. Bei seinem Projekt „Kann man das machen?“, ist es ihm tatsächlich gelungen, einen kleinen Stabmagneten mehrere Zentimeter weit aus einer selbst konstruierten Spule, die als Elektromagnet diente, zu schleudern.
Die beiden Projekte im Bereich der Chemie und der Physik erhielten zwar „nur“ eine Teilnehmerurkunde, „die sich jedoch gut in der Bewerbungsmappe der jungen Menschen macht“, wie der Vorsitzende der Unternehmerschaft Niederrhein in seinem Festvortrag hervorhob – denn es gehört schon Ideenreichtum, Kreativität und Durchhaltevermögen dazu, einen Beitrag bei „Jugend forscht“ bis zur Wettbewerbsreife zu bringen.
Die Projektgruppen wurden von Herrn Douteil (Mathematik-Informatik-Projekt) und Herrn Dr. Beyen (Chemie- und Physik-Projekt) betreut.
