Formel X 2015

In diesem Jahr haben viele junge Schülerinnen und Schüler des JAG im Bereich der Physik und Chemie geforscht und ihre Facharbeit geschrieben.

Die Schüler hatten dabei die Möglichkeit in Kooperation mit der Hochschule Emden-Leer und Volkswagen Coaching Emden Ihre Forschungen durchzuführen. Es wurde Ihnen dadurch der Einblick in die Wirtschaft und Forschung gegeben.

In diesem Jahr wurden wieder viele interessante und vielfältige Projekten  durchgeführt, welche wir hier kurz vorstellen möchten.

Vermessung der Lichtgeschwindigkeit von Mareike Broer

In meiner Facharbeit geht es um die ,,Vermessung der Lichtgeschwindigkeit".
Dafür war ich einen Tag in der Hochschule und habe dort zwei Versuche durchgeführt.
Die Drehspiegelmethode und das Pulslauflauzeitverfahren.
Durch diese beiden Methoden konnte ich dann die Lichtgeschwindigkeit berechnen.

,,Luftverbrauch einer pneumatischen Anlage" von Dirk-Jan Bülthuis und Suntke Böhm

In unserer Facharbeit geht es um das Thema ,,Luftverbrauch einer pneumatischen Anlage". Durch die Kooperation mit dem Volkswagenwerk Emden lernten wir anhand eines Beispiels, welches wir selbst entwickeln durften, die Funktionen einer pneumatischen Anlage kennen.
Hierbei ging es darum, ein Werkstück mit einer bestimmten Masse, zuerst hoch und anschließend zur Seite auf eine Arbeitsplattform zu befördern.
Dafür erstellten wir uns zuerst die Formeln und  berechneten dann die Kräfte, den Luftverbrauch und die Größe der dafür vorgesehenen Zylinder und hielten dies in unserer Facharbeit fest. Außerdem konnten wir dieses Beispiel praktisch aufbauen, was das Verständnis einer pneumatischen Anlage erleichtert.
Alles in allem wird das Schreiben der Facharbeit durch die praktischen Möglichkeiten sehr erleichtert.

Lasermaterialbearbeitung von Christine Grabosch und Phillip Menke

Unser Projekt fand an der Hochschule Emden-Leer statt und wurde von Johannes Diekhoff betreut.

Nachdem uns die Grundlagen einer Laseranlage, also Aufbau und Entstehung des Laserlichts, näher gebracht wurden, beschäftigten wir uns hauptsächlich mit einer Laser-Schneidanlage und der Gravierung von Werkstücken.

Dabei lernten wir unterschiedliche Methoden, wie Schmelz- und Sublimierschneiden, sowie unterschiedliche Werkstoffe, z.B. Metalle, Kunststoffe und Keramik, kennen.

Aber nicht nur die Bearbeitung an sich, sondern auch der Entwurf eines Objekts, die Anwendung von Lasern in der Industrie, Lasersicherheit und die Wirtschaftlichkeit einer Laseranlage wurden uns anschaulich verdeutlicht.

Auch beim Verfassen unserer Seminararbeit stand uns unser Betreuer mit Rat und Tat zur Seite, sodass dieses Projekt sehr viel Spaß und Erfahrung gebracht hat.

Materialprüfung von Paulo Haas

Für das Formel-X Projekt war ich für zwei Tage bei Volkswagen. Am ersten Tag war ich in der Schweißerei und habe mich im Schweißen geübt. Am zweiten Tag wurden mir in der Werkstoffprüfung Schweißnahtuntersuchungsmethoden gezeigt. Besagte Methoden waren der Zugversuch, die Makroskopie, die Farbeindringprüfung und die Magnetpulverprüfung. Wobei die Makroskopie meiner Ansicht nach besonders interessant war.

Werkstoffprüfung von Henning Smid

Im Rahmen des Formel X Projektes habe ich in der VW Akademie einen Einblick in den Bereich der Werkstoffprüfung erhalten.  Hier lernte ich u.a. den Zugversuch, den Kerbschlagbiegeversuch und die Härteprüfung kennen. Abschließend kann ich nur sagen, dass ich von dem Formel X Projekt positiv überrascht bin.

Beugungsexperimente von Jan Henning Reblin

Wenn man hinter dem Haus im Garten ist und vor dem Haus ein Auto hupt hört man dies. Die Frage ist nur warum? Die Antwort lautet: der Schall wird um die Hausecke gebeugt. Experimente zum Phänomen der Beugung sind Inhalt dieser Arbeit. Diese orientieren sich an der Fragestellung wie sich durch Beugung von Lichtwellen Rückschlüsse auf die Wellenlänge ziehen lassen sowie auf die Spaltbreite b des genutzten Beugungsspalts. Die Experimente wurden in Zusammenarbeit mit der Hochschule Emden/Leer im Rahmen des FormelX Projekts durchgeführt. Das FormelX Projekt ist eine Kooperation von Volkswagen und der Hochschule Emden/Leer mit dem Johannes-Althusius-Gymnasium. Sie ermöglicht es Schüler und Schülerinnen eine praxisbezogene Facharbeit zu schreiben.

Fourieranalyse von Hannes Cramer und Matthias Karwath

Im Rahmen des Formel X Projektes haben wir uns mit der Fourieranalyse beschäftigt, welche eine Möglichkeit darstellt Schwingungen zu analysieren und in einzelne Sinusfunktionen aufzugliedern. Anwendung findet dies bei der Materialanalyse, so ist es möglich Materialien zu Eigenschwingungen anzuregen, die jeweils charakteristisch für das jeweilige Material sind und so eine eindeutige Zuordnung ermöglichen.

Ein weiteres Anwendungsfeld ist unter anderem die Signalübertragung so kann man Sender und Empfänger in diesem Prozess auf Funktionsfähigkeit überprüfen, indem man die Veränderung des Ausgangssignals in Bezug auf verschiedene Frequenzspektren prüft.

Bestimmung von Schwermetallen in Spielzeugen mit Spektroskopischen Verfahren von Sebastian Heeren, Jan-Erik Heß, Lukas Maas und Kasjen Saathoff

Die Kooperation zwischen dem Johannes-Althusius-Gymnasium und der Hochschule Emden/Leer ermöglichte uns im Rahmen des Formel X Projektes einen Einblick in analytische Messverfahren der Chemie. Bei dem Informationstag an der Hochschule wurden unter anderem die Verfahren der Spektroskopie vorgestellt, die unser Interesse für eine mögliche Anwendung weckten. Wir entschlossen uns für das Thema : „Bestimmung von Schwermetallen in Spielzeugen mit Spektroskopischen Verfahren“. Dabei legten wir ein besonderes Augenmerk auf den Vergleich von vermeintlich minderwertigerem und hochwertigerem Spielzeug. Die Schwermetallbelastung hat einen negativen Einfluss auf die menschliche Gesundheit, dies stellt ein erhöhtes Risiko für Kinder dar, da sie täglich intensiven Kontakt mit möglicherweise belasteten Gegenständen haben.

Neben der Untersuchung von Spielzeugen auf Nickel, Chrom, Cadmium und Blei gingen wir noch auf die theoretischen Grundlagen der IR-Spektroskopie, der UV/VIS-Spektroskopie, der F-AAS und der GF-AAS, eingehen.

Was steckt in der Zitrone? von Hauke Tammen, Lars-Oliver Peters, Thomas Ikuye und Thorsten Bretzler

Vitamin C ist eines der lebenswichtigen Vitamine, die unser Körper täglich aufnehmen muss. Deswegen haben wir ( Thorsten, Hauke, Lars-Oliver und Thomas ) uns im Rahmen des Formel X Projektes für einen Nachweis dieses Stoffes in Fruchtsäften und anderen Getränken entschieden. Dieses Projekt hat uns an die Hochschule geführt, wo wir mit der Hilfe des Betreuers und Laboringenieurs Herr Klaassen an die Arbeit im chemischen Labor herangeführt worden sind und schließlich eigens eine Titration zur Bestimmung des Vitamin C-Gehalts durchführen konnten. Neben dem Nachweiß über die Titration wurden wir auch an einen photometrischen Nachweis herangführt und haben so einen umfassenden Einblick in die Arbeit im Labor bekommen, den wir schließlich in einem Vortrag und der Facharbeit abschließend festhalten und weitergeben konnten.

Nachweis von Phosphaten, Nitraten und Chloriden in unterschiedlichen Cola-Getränken von Nanke Murra, Melissa Meyeraan, Gina Rak und Nils Poppinga

Wir haben in verschiedenen Cola-Sorten mithilfe der Ionenchromatographie nachgewiesen, wie hoch die Konzentration an Phosphaten, Nitraten und Chloriden ist. Die Ionenchromatographie ist ein Verfahren, bei dem Ionen aufgrund ihrer Ladung und ihrer Bindungsstärke voneinander getrennt werden. Dieses Thema hat uns interessiert, da Phosphate in hohen Konzentrationen gesundheitsschädlich sind, da sie die Aufnahme von Calcium verhindern und so die Knochen schwächen.
Wir haben herausgefunden, dass in allen Cola-Sorten ca. 500mg Phosphat pro Liter vorhanden sind.  Coca Cola hatte die höchste Konzentration, Pepsi Light die niedrigste. Die Konzentrationen von Chloriden und Nitraten sind vernachlässigbar.

Spektralanalyse von Julian Bödeker und Claas Miermeister

Die Spektralanalyse ist ein Verfahren um die Komposition von Materialien zu bestimmen. Hierbei wir die Probe erst geschliffen um sie von Verunreinigungen zu beseitigen. Danach wird sie in den Probenschacht gelegt und das Spektrometer wird gestartet. Die Probe wird noch ein wenig gegen den Probenschacht gedrückt um ein klares Ergebnis zu erhalten. Der Computer des Spektrometers zeigt ein Ergebnis an. Man wiederholt dies dreimal und das Spektrometer ermittelt einen Durchschnittswert. Bei VW wird die Spektralanalyse verwendet um die Zusammensetzung von verschiedenen Legierungen zu ermitteln.