Gerade weil das Descartes-Gymnasium mit rund 1000 Schülerinnen und Schülern keine kleine Schule ist, legen wir großen Wert auf persönliche Kontakte zwischen allen Mitgliedern der Schulfamilie. Ein wertschätzender Umgang, eine offene und respektvolle Kommunikation und gegenseitige Unterstützung bilden dabei die Basis unserer Schulgemeinschaft. Gemeinsam gestalten wir ein buntes und vielseitiges Schulleben mit zahlreichen Projekten und Veranstaltungen. Neben dem breit gefächerten Bildungsangebot des Gymnasiums wartet das Descartes mit einer Vielzahl von Zusatzangeboten auf, sodass jede Schülerin und jeder Schüler in ihren bzw. seinen individuellen Stärken gefördert werden kann. Dabei bleiben wir nicht stehen, sondern versuchen uns beständig im Lernen, Lehren und Erziehen weiterzuentwickeln und Neues zu entdecken.
Schon im Schuljahr 2019/20 beschlossen die beiden Freunde Maurizio Christl (10c) und Philipp Weiß (Q11), sich für den Wettbewerb „exciting physics“, der jedes Jahr im Rahmen des Wissenschaftsfestivals „Highlights der Physik“ für Schülerinnen und Schüler ab der 5. Klasse ausgelobt wird, anzumelden. Aus sechs verschiedenen zur Auswahl stehenden praktischen Aufgaben wählten sie das Projekt „Tauchboot“ aus.
„Ziel der Aufgabe ist es, ein Tauchboot zu bauen, das ohne Fernsteuerung auf den Grund eines ca. 40 cm tiefen Bassins (z. B. Aquarium) taucht, und dort für einen bestimmten Zeitraum verweilt. Nach diesem Zeitraum soll das Tauchboot selbstständig wieder auftauchen. Die Zeitmessung beginnt, wenn das Tauchboot nach dem Abtauchen
den Boden berührt. Nach frühestens 1 Minute und spätestens nach Ablauf von 3 Minuten muss das Tauchboot wieder bis zur Wasseroberfläche aufgetaucht sein. Dabei sind folgende Regeln einzuhalten:
Bewertungskriterien sind:
(Quelle: https://www.exciting-physics.de/media/files/aufgaben_ep2022-03.pdf)
Die Schüler bauten den Grundkörper ihres Tauchboots aus einem Acrylglasrohr und einer PET-Flasche und schlossen diesen wasserdicht mit zwei verschraubten Kunststoffplatten mit Gummidichtung ab. Im Inneren des Bootskörpers befindet sich eine reversible Brennstoffzelle. Wenn das Boot untergetaucht ist, wird dies durch einen Tauchsensor (Widerstandsmessung) festgestellt und dadurch die Elektrolyse von Wasser in der Brennstoffzelle in Gang gesetzt. Die Gase H2 und O2, die dabei entstehen, werden in zwei getrennte Ballaststofftanks geleitet. Da die Gase eine deutlich geringere Dichte als das Wasser besitzen, sinkt damit auch die Gesamtdichte des Tauchboots und es steigt nach oben. Gesteuert wird die Brennstoffzelle über Arduino Nano und einem eigens dafür entwickelten Programm. Die verschiedenen Phasen des Tauchvorgangs werden durch 10 LED (Ansteuerung durch Mosfets) angezeigt. Alle elektronischen Bauteile sind durch eine selbst gelötete Platine verbunden. Die Stromversorgung erfolgt über zwei getrennte Akkus (7,2 V à Arduino, Mosfets, LED; 2,4 V à Brennstoffzelle). Alle Bauteile sind auf einer gemeinsamen Plattform aufgebracht, die dem Tauchboot entnommen werden kann.
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| Außenansicht des Tauchboots | Innenleben des Tauchboots |
Die „Highlights der Physik“ und damit auch der Wettbewerb „exciting physics“ wurden im September 2020 wegen der Corona-Pandemie abgesagt und auf September 2021 verschoben. So ging es mit einem Jahr Verspätung zu Beginn dieses Schuljahrs endlich zum lang herbei gesehnten Wettbewerb nach Würzburg. Nach der ordnungsgemäßen Anmeldung bereiteten Maurizio und Philipp ihr Boot für den Tauchgang in den Räumlichkeiten der Würzburger Universität vor.
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Einer fachkundigen Jury erläuterten sie die Funktionsweise ihres Tauchboots und die praktische Umsetzung ihrer Ideen und Entwicklungen. Dann kam der entscheidende Moment – das Tauchboot musste bei der Vorführung alle vorgegebenen Bedingungen erfüllen.
Das Boot absolvierte seinen Tauchgang mit Bravour und alle Zuschauer sowie die Jury waren begeistert von Maurizios und Philipps Konzept. Ihre innovativen Ideen und die handwerklich geschickte Umsetzung wurden mit dem 1. Platz in der Kategorie „Tauchboot“ belohnt.
Aufgrund von Persönlichkeitsrechten kann leider nicht das Video vom Wettbewerb gezeigt werden. Stattdessen hier das Video, das Maurizio und Philipp 2020 erstellt hatten, als der Wettbewerb wegen Corona ausfallen musste:
Zurück an der Schule wurden die beiden Preisträger von Herrn Seyberth ausführlich über den Wettbewerb befragt. Er gratulierte den beiden Schülern zu ihrem großartigen Erfolg im Namen der gesamten Schulfamilie.
Übrigens, das Tauchboot und die Urkunden können noch bis zum Ende des Schuljahres in der Glasvitrine neben dem Sekretariat bewundert werden.
Der nächste exciting physics - Wettbewerb findet im September 2022 in Regensburg statt. Anmeldeschluss ist der 31. Juli. 2022. Na? Lust mitzumachen? Alle Infos gibt es hier.
Text, Fotos: S. Hammer, Ch. Eschner, M. Christl, Ph. Weiß
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