Explore–Science–Wettbewerb

Im Schuljahr 2018/19 ist eine Teilnahme an einem weiteren Wettbewerb geplant. Es geht dabei um den Explore-Science-Wettbewerb. Bei diesem Wettbewerb können Schülerteams an der Lösung der Explore Science-Wettbewerbsaufgaben knobeln. Ihre kreativen Lösungen präsentieren die Teams an den Wettbewerbstagen.
Die Lindenauschule nimmt mit einer Schülergruppe aus der 8. Klasse am Wettbewerb teil.
Diese Schülergruppe kann sich für eine oder mehrere folgender Aufgaben entscheiden:

1. Papierturm
So manches architektonische Bauwerk soll einfach zeitlos sein, und dabei soll es nach Möglichkeit nicht nur zeitlos schön, sondern auch stabil und unzerstörbar sein. Gerade in erdbebengefährdeten Regionen stellt das aber hohe Anforderungen an Architekten und Baumeister dar, denn Bauwerke müssen dort nach besonderen Maßstäben errichtet werden.
Aufgabe: Konstruiert und baut unter ausschließlicher Verwendung von Papier und Klebstoff einen möglichst leichten,90 cm hohen „erdbebensicheren“ Turm. Der Turm muss eine Masse von m = 1 kg tragen können, die am oberen Ende des Turms aufgelegt wird. Der Turm muss außerdem (ohne aufgelegte Masse) einer dynamischen Belastung über einen Zeitraum von 60 Sekunden ohne Beschädigung standhalten.

2. Taktgeber
Die Frequenz gibt an, wie häufig sich ein Vorgang in einem bestimmten Zeitintervall (Periodendauer) wiederholt. Beivielen automatisierten Vorgängen laufen die Prozessschritte mit einer festen gleichförmigen Frequenz ab, um die einzelnen Arbeitsschritte synchron zu koordinieren. Auch wenn Menschen synchron etwas produzieren, muss für ein gutes Ergebnis der „Takt“ vorgegeben werden. Beim Rudern beispielsweise gibt der „Schlagmann“ die Schlagfrequenz vor, in der Musik ist es der Dirigent oder ein Metronom, die dafür sorgen, dass alle Musiker im selben Takt bleiben.
Aufgabe: Entwerft und baut eine Apparatur, die einen beliebigen Vorgang periodisch wiederholt. Die periodische Bewegung soll eine konstante Periodendauer und eine konstante Auslenkung haben, so dass die Konstruktion als Taktgeber verwendet werden kann.

3. Tauchboot
Schon mit Jules Verne konnten wir Entdeckungsreisen 20.000 Meilen unter dem Meer unternehmen. Heutige Tauchboote können zwar nicht so tief tauchen, dafür umso länger an einem Stück unter Wasser bleiben. Irgendwann müssen aber auch sie wieder auftauchen und am besten rechtzeitig, damit es kein Wettrennen gegen die Zeit wird.
Aufgabe: Konstruiert und baut ein Tauchboot, das ohne Fernsteuerung auf den Grund eines ca. 40 cm tiefen Aquariums taucht, und dort für einen bestimmten Zeitraum verweilt. Nach diesem Zeitraum soll das Tauchboot selbstständig wiederauftauchen.

4. Exponentielle Prozesse
Zahlreiche Prozesse in der Natur und Technik folgen Gesetzmäßigkeiten, die sich mit Hilfe von Exponentialfunktionen beschreiben lassen. Dabei handelt es sich entweder um Wachstums- oder Zerfallsprozesse; manchmal aber auch um solche Prozesse, die sich exponentiell an einen bestimmten Zustand annähern. Zunächst fallen einem dabei radioaktive Zerfallsprozesse ein, aber tatsächlich folgen sehr viele Prozesse aus unserem täglichen Leben – viele von uns unbemerkt – einer solchen Gesetzmäßigkeit. Wer findet den ungewöhnlichsten Prozess?
Aufgabe: Demonstriert mit einem realen Experiment bzw. experimentellen Aufbau einen möglichst ungewöhnlichen exponentiellen Prozess, der aus der Natur oder Technik des täglichen Lebens bekannt ist und für den eine Zeitkonstante definiert werden kann.

5. Traktorpulling
Leistung ist Arbeit pro Zeiteinheit und auf möglichst viel Leistung kommt es hier an. Traktorpulling ist ein spektakulärer Motorsportwettkampf, bei dem ein Bremswagen von einer Zugmaschine über eine möglichst große Distanz gezogen werden muss. Im realen Wettkampf kommen hier alle möglichen Zugmaschinen zum Einsatz, vom seriennahen Traktor aus der Landwirtschaft bis hin zum vollständig selbst konstruierten „Supertraktor“.
Aufgabe: Konstruiert und baut einen „Supertraktor“, der einen möglichst schweren Bremswagen über eine möglichst große Distanz ziehen kann.

6. Musik-Box
In früheren Zeiten hatte man ein Grammophon; heute benutzen wir das Handy oder einen MP3-Player, um uns überall und zu jeder Zeit mit Musik umgeben zu können. Musik aus der Retorte – nicht live gespielt – sondern jederzeit reproduzierbar und in höchster Qualität. Welch ein Genuss!
Aufgabe: Entwerft und baut ein Instrument oder eine Vorrichtung, das/die selbstständig mindestens drei Takte eines beliebigen Musikstücks von Johann Sebastian Bach reproduzierbar wiedergeben kann.

Weitere Infos unter:
https://www.explore-science.info/mannheim/wettbewerbe.php

Katrin Devic

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