„Fürs nächste Jahr bin ich gut gewappnet“

Wie sah das Experiment aus, mit dem du beim GYPT angetreten bist?

In dem Experiment haben wir die Bewegung von Federn untersucht. Dabei haben wir die unteren Enden von zwei identischen Blattfedern auf einer nichtmagnetischen Basis fixiert und die Magnete an den oberen Enden befestigt, so dass sie sich abstoßen und frei bewegen konnten. Beim Analysieren der Bewegung haben wir auf nötige Parameter geachtet, wie zum Beispiel den Abstand der beiden Federn oder die magnetische Stärke.

Zu welchen Ergebnissen seid ihr gekommen?

Was wir grundsätzlich herausgefunden haben ist, dass die grundlegende Schwingung eines oder von den beiden Pendeln immer vorhanden ist. Denn durch unser Experiment haben wir einen gekoppelten Oszillator gebaut, der folgendermaßen funktioniert: Man lenkt zunächst einen der beiden Magneten mit der Feder aus. Durch die Rückstellkraft wird dieser in Richtung des anderen Magneten beschleunigt und lenkt durch die abstoßenden Magneten die andere Feder aus. Daraus ergibt sich eine schöne, pendelartige Bewegung.

Wie liefen die Vorbereitungen des Experiments?

Der erste Aufbau war eine kleine Herausforderung! Ich habe zwei große Magneten vom MPQ bekommen, worauf ich die Größe der Plattfedern anpassen musste. Und in genau dieser spezifischen Größe waren die nirgends zu finden. Ich habe mich dann einfach für zwei gleiche Sägeblätter entschieden und experimentell nachgewiesen, dass sie die selben Eigenschaften erfüllen.

Blattfedern kann man sich vorstellen wie normale Federn, nur, dass diese nicht nach oben und unten, sondern zur Seite auslenken. Das ist meistens ein Stück Federstahl, also eine Metallplatte, die sich hin- und herbiegt. Foto: Tim Luley

Auf welche Herausforderungen bist du gestoßen?

Am aufwendigsten war mitunter die Analyse meiner Videos. Das waren insgesamt 120 Stück und ich musste die einzelnen Videos erstmal zum Analysieren zuschneiden und auf die passende Länge trimmen, dass mein Computer nicht abstürzt.

Außerdem war der Theorieteil stellenweise ganz schön herausfordernd. Besonders was die Parameter betrifft, die die Kräfte der Magneten ändern. Durch die Verwendung von zylindischen Magneten musste ich mit recht komplexen Formeln hantieren.

Wie lief der praktische Aufbau deines Experiments ab?

Mein grundlegendes Setup bestand aus zwei Klemmen, die an Tischen befestigt waren. Auf eine konkrete nichtmagnetische Basis – z.B. eine Holzplatte – habe ich verzichtet, damit ich die Parameter besser verändern kann. Wenn man nur zwei Tischklammern hat, kann man die Tische auseinanderstellen und die Federn dadurch einfacher umbauen.

Hättest du damit gerechnet, dass du soweit kommst?

Eigentlich nein, ich wusste auch nicht wie die Konkurrenz aussieht. Deswegen habe ich ziemlich viel Arbeit in mein Experiment gesteckt, was man allein an den 120 Videos sieht. Und dann hab ich wirklich zwei Wochen vor dem Wettbewerb jeden Abend für mehrere Stunden meine Simulation durchgearbeitet und die Videos analysiert.

Wie hast du dich auf die zweite Runde des Wettbewerbs vorbereitet?

Für die bundesweite Runde habe ich dann meine Präsentation nochmal mit Unterstützung von Jonas Hamp angepasst. Jonas hat mir gezeigt, wie man mit dem Programm Mathematica Simulationen, wie beispielsweise Differenzialgleichungen baut. Ich bin sehr dankbar dafür, denn auch fürs nächste Jahr bin ich damit gut gewappnet!

Was nimmst du mit aus dem Wettbewerb?

Den Ansporn, auf jeden Fall im nächsten Jahr nochmal teilzunehmen! Ich fands total super, einfach mal außerhalb der Schule ein bisschen Physik zu machen, so ganz ohne Druck.

Außerdem war es ein gegenseitiges voneinander profitieren! Besonders die Leute in Bad Honeff bringen eine Menge Erfahrung mit, haben Insider-Informationen und wissen, worauf es ankommt.

Gibts was, wo du mit mehr Zeit noch gern weitergeforscht hättest?

Wenn man ganz verrückt ist hätte man noch ausmessen können, wie sich die Kraft zwischen den Magneten verändert, je nachdem wie sich die Blattfedern neigen. Das kann man mit einem relativ simplen Experiment durchaus nachweisen. Aber das ist natürlich dann viel Arbeit mit den ganzen Winkeln, die man da messen muss.

Weißt du schon, wie es für dich nach dem Abi weitergeht?

Bis jetzt habe ich keinen konkreten Plan, aber es wird sehr wahrscheinlich ein Studium im Bereich der Naturwissenschaften werden. Mal ans MPQ zu kommen wäre auch ein mögliches Ziel! Vielleicht kann ich ja mal ein Praktikum in den Sommerferien dort machen.

Vielen Dank Tim für das Gespräch und wer weiß, vielleicht sehen wir dich ja schon bald wieder am MPQ!