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Bahnkurven, Scheinkraft, Simulation

Bahnkurven, Scheinkraft, Simulation

TRIER. Dieses Wochenende wird spannend für Alexander Roth, Andreas Mock und Stephan Kröger. Die drei 16-jährigen Schüler des Friedrich-Wihelm-Gymnasiums in Trier vertreten Rheinland-Pfalz im Fach Physik beim Bundeswettbewerb von "Jugend forscht" in Dortmund.

Alexander, Andreas und Stephan sind in der Geschichte ihrer Schule die dritte Gruppe, die den Sprung zum Bundeswettbewerb geschafft hat, und sie gehören zu den jüngsten Teilnehmern von "Jugend forscht". "Wir sind nur ganz knapp reingekommen, denn wir waren 15, als wir vor einem Jahr anfingen, uns mit unserem Thema zu beschäftigen. Und "Jugend forscht" ist erst für 16- bis 21-Jährige", erzählt Alexander Roth. Auf seiner Idee gründet die gemeinsame Arbeit, die bereits mit zwei ersten Preisen beim Regional- und Landeswettbewerb belohnt wurde. Beim Spiel "Geomec" hatte Alexander entdeckt, dass Kugeln auf einer sich drehenden Scheibe seltsame Bahnen zurücklegen. Im Physikunterricht bekam das Phänomen einen Namen: Corioliskraft. Und weitere Fans: Stephan Kröger und Andreas Mock. Die Drei, die inzwischen naturwissenschaftliche Leistungskurse belegt haben, bildeten eine Arbeitsgemeinschaft, "mit dem Ziel, am Wettbewerb teilzunehmen", sagt Stephan. Dazu untersuchten sie zunächst die Corioliskraft, die vor allem aus dem globalen Klimageschehen bekannt ist. "Die Passatwinde entstehen aus der Wirkung dieser Kraft", erklärt Andreas. "Die aus höheren Breitengraden zum Äquator strömende Luft bleibt hinter der Drehgeschwindigkeit der Erdoberfläche zurück und wird dadurch abgelenkt." Erkenntnisse führen zu neuen Herausforderungen

Mit Experimenten kamen sie der Kraft auf die Spur. Eines, das auf Video aufgezeichnet ist, zeigt zwei der Schüler, die sich auf einer drehenden Wippe gegenübersitzen. "Wenn während der Drehung einer der beiden seinem Gegenüber einen Ball zuwirft, verfehlt dieser sein Ziel", erklärt Stephan. Welche Bahn der abgelenkte Körper beschreibt, wollte die Gruppe darstellen und erfand dazu eine weitere Versuchsanordnung: "Von einer schrägen Bahn läuft eine Kugel hinunter auf eine sich motorgesteuert drehende Scheibe. Die haben wir mit Bärlappsporen bepulvert. Darin zeichnet die Kugel kreisähnliche bis spiralförmige Spuren", sagt Andreas. Diese Kurven berechnen und simulieren zu können, war die nächste Herausforderung und Alexanders große Stunde: "Ich habe dazu ein Computerprogramm entwickelt", berichtet der Hobby-Programmierer. "Wenn man die Parameter Geschwindigkeit, Winkel, Reibungsfaktor und Scheibenradius eingibt, werden Kurven simuliert, die mit denen des Experiments übereinstimmen." Mit diesen Erkenntnissen treten sie an diesem Wochenende den Bundesjuroren gegenüber. Ihre Leidenschaft für das Thema ist noch nicht beendet: "Eine dreidimensionale Simulation wäre der nächste Schritt, und das wäre dann interessant für die Weltraumforschung." Das Simulationsprogramm zur Corioliskraft kann von Alexanders Homepage heruntergeladen werden: www.mitglied.lycos.de/rothalexander