Tag 2: Dank Schiff-Experiment zum Spaß an Physik

Von Lea und Sophie

“Praxisnah”, “Interessant”, “Anschaulich” – und Physik? Passt das? Davon versuchten uns Professor Rudolf Mecke und Laboringenieur Peter Kußmann zu überzeugen. Am Dienstagvormittag führten wir zum Thema “Automatisierung durch Regelungstechnik” ein Experiment in einem der “Smart Automation”-Labore durch. Im Vergleich zu unseren bisherigen Erfahrungen in der Schule, wurde uns hier die Möglichkeit gegeben, uns nochmal ganz anders mit der Physik zu beschäftigen.

Das Experiment: Von Schiffen und dem Geldsparen

“Zeit ist Geld”, meinte Peter Kußmann und versuchte uns das eigentliche Problem bildlich darzustellen: Heutzutage werden immer häufiger Kräne für das Be- und Entladen eines Schiffes verwendet. Jedoch beeinflusst die Schwingdauer des Kranpendels die Anlegezeit und somit die entstehenden Kosten. In großen Unternehmen wird deshalb versucht, durch das Regeln der Schwingungsdauer, unnötige Kosten zu vermeiden.

  • Laboringenieur Peter Kußmann erklärt den Schülerinnen die Auswirkungen des Motors auf das Pendel. Foto: Movie meets Technology

So wurde uns durch einen vereinfachten Versuch vermittelt, wie ein solches Problem bewältigt werden kann. Dazu wurde die Zeit gemessen, die ein Pendel bis zum Ausschwingen benötigt. Zusätzlich wurden darauf Tischtennisbälle platziert, um die Container darzustellen. Da das Pendel sehr lange bis zum Stillstand benötigt und die Bälle, wie erwartet, herunterfielen, mussten wir eine Lösung finden.

Dafür wurde uns ein Programm gezeigt, bei dem die Schwingungen in verschiedenen Farben dargestellt werden. Durch das Eingeben verschiedener Zahlenwerte für die Schwungdämpfung, kann damit das Problem behoben werden. Nach vielen vergeblichen Versuchen fanden Annika und Alina eine passende Lösung. Diese probierten wir sofort aus und siehe da, es funktionierte. Mit dieser Methode sparen Unternehmen mehrere Millionen Euro.

Immer mit dabei: Fotoapparat und Videokamera

Während des Experiments machten wir Foto- und Videoaufnahmen und interviewten Laboringenieur Peter Kußmann und seinen Hilfswissenschaftler (HiWi) Henrik Dresselhaus. Wir stellten ihnen Fragen zum Verlauf und dem Studienfach “Smart Automation” selbst. Die Bearbeitung des Foto- und Videomaterials wurde uns dann nachmittags durch Sebastian und Robin, beides Masterstudenten der “Medien- und Spielekonzeption”, beigebracht.

Sowohl das Lösen des Problems als auch das Filmen und Bearbeiten bereiteten allen Teilnehmerinnen viel Freude. So hatte Lea das Gefühl, Teil eines richtigen Kamerateams zu sein, da sie bei Fotografie, Film und Ton mitgewirkt hat. “Ich war sehr konzentriert, während des Interviews, um möglichst gute Ergebnisse zu erzielen”, sagt sie. “Es war sehr interessant”, äußert sich Kim und Alina fügt lächelnd hinzu: “Ich bin der Physik etwas näher gekommen. Es hat Spaß gemacht.”

Quelle Beitragsbild: Movie meets Technology

Tag 2 – So verliefen die Experimente im Labor

Belebter Schlamm, bunte Flüssigkeiten und eine sterile Umgebung – am nächsten Tag der Forschungswoche standen für die Schülerinnen drei Experimente im Umwelttechniklabor auf dem Plan. Teilnehmerin Julia (Foto) erzählt von ihren Erfahrungen bei den einzelnen Versuchen.

Experiment 1: Tierchen im Schlamm

Am zweiten Forschungstag um 9 Uhr ging es in das uns schon bekannte Labor. Mithilfe von Frau Gerlach konnten wir Belebtschlamm mikroskopieren. Was auf den ersten Blick wie ein wildes Durcheinander schien, stellte sich als Lebensraum einer Vielzahl unterschiedlichster Mikroorganismen heraus, darunter zum Beispiel Wimperntierchen und Bärtierchen. Diese niedlichen Kleinstlebewesen schwommen mal eben vor deinem Auge vorbei. Diese Beobachtungen haben mir großen Spaß gemacht. Es stellte sich letztendlich heraus, dass es sich um einen gut funktionierenden Schlamm handelte.

  • Die Teilnehmerinnen schauen sich den belebten Schlamm im Mikroskop an.

Experiment 2: Temperatur in Kläranlagen

Sollte man Kläranlagen beheizen? Beim nächsten Versuch haben wir mit Prof. Dr. Heilmann ein Belüftungsbecken einer solchen Anlage nachempfunden, in dem aerobe Kleinstlebewesen organische Verunreinigungen des Abwassers abbauen. Danach haben wir beobachtet, was in Abhängigkeit von der Temperatur passiert. An zwei großen Gläsern mit braunem, unterschiedlich warmen Wasser haben wir in regelmäßigen Zeitabständen die Sauerstoffsättigung gemessen – aber erst nachdem die Sauerstoffzufuhr unterbunden war. Schlussfolgerung: Das Erwärmen der Flüssigkeit führt zur Beschleunigung der Atmung der Organismen, woraufhin der schneller abnehmende Sauerstoffanteil beim wärmeren Wasser deutet. Kläranlagen sollte man deshalb trotzdem nicht heizen, da der Energieaufwand dafür zu hoch ist. Wie es sich bei Biogasanlagen verhält könnt ihr im Video sehen.

  • Versuchsaufbau mit Klärschlamm.

Experiment 3: Daten im Vergleich

Das letzte Experiment sollte uns die Häufigkeit von Fehlern bei der Erhebung von Messdaten aufzeigen. Ich selbst durfte den Nitratgehalt von einer eingefärbten Teichprobe und der Standardlösung bestimmen und vergleichen. Auch wenn das genauere chemische Verständnis dabei manchmal noch gefehlt hat, waren die einzelnen Messungen sehr spannend. Die Werte wichen wirklich oft voneinander ab. Grund sind zum Beispiel ungenaues Arbeiten bei der Probenentnahme, dem Abmessen sowie unsaubere Behälter und Sonden. Ich hab währenddessen auch coole Fotos geschossen und durfte die Anmoderation für die dabei entstandenen Videos machen.

  • Ermittlung der Nitratwerte durch einfärben der Probe.

(Julia)

Tag 1 – Vom Campus ins Studio und Labor

“Begrüßung, Campus-Rundgang und Laborführung” stand auf dem Plan neben dem ersten Tag der SelectMINT-Woche. Teilnehmerin Peggy (Foto: Mitte) schildert aus ihrer Sicht, wie sie diesen erlebt hat.

Nachdem ich bereits einen Tag früher im Internat “Brockenblick” angekommen war und auch schon die ersten Bekanntschaften geschlossen hatte, stieg bei mir bereits die Spannung und damit auch die Vorfreude auf die kommende Woche. Ich hoffte auf einen genaueren Einblick in die Medienwelt, speziell die Filmproduktion sowie einen ersten Eindruck vom Studentenleben.

  • Einführung und Begrüßung der Teilnehmerinnen in der Hochschule Harz.

Über den Campus

Bereits am ersten Tag sollten sich viele meiner Erwartungen und Wünsche erfüllen. Nach einer sehr herzlichen Begrüßung und einer kleinen Kennenlernrunde, wurden wir über den Campus geführt und besichtigten das Gelände, einen Hörsaal und die Sporthalle. Das zahlreiche Angebot von über 50 Sportkursen, beeindruckte mich besonders – von “A” wie Aerobic bis “Z” wie Zumba war alles dabei.

  • Die Teilnehmerinnen werden über den Campus geführt.

Für mich wirkte besonders das Campusgelände recht groß und unübersichtlich, was einerseits daran liegen könnte, dass ich die Hochschule zum ersten Mal besucht habe, andererseits spielt vermutlich auch mein schlechter Orientierungssinn dabei eine entscheidende Rolle.

Mehr zur Begrüßung
Sophia: Nach unserer Ankunft in Wernigerode und in der Hochschule Harz wurden wir herzlich vom Team in Empfang genommen. Eine Vorstellungsrunde bildete den Auftakt, bevor wir hörten, was wir in den folgenden Tagen erleben werden. Voller Vorfreude konnten wir uns nun erste Vorstellungen davon machen, was in der Projektwoche auf uns zu kommt.

Zum Glück war ich nicht allein unterwegs! Neben den anderen Mädchen, zu denen ich mittlerweile immer mehr Anschluss fand, waren auch Studierende sehr hilfreich, die uns teilweise begleiten und Fragen beantwortet haben. Es gefiel mir sehr gut, das Studentenleben aus der Sicht deren zu hören, die es gerade selbst erleben.

Mehr zur Campusführung
Sophia: Nachdem alle Fragen geklärt waren, wurden wir über den schönen Campus der “Hochschule Harz” geführt. Dabei erfuhren wir viele interessante Details über die Institution und über das Studentenleben. Dazu zählt zum Beispiel, dass die Hochschule ein eigenes Unikino hat und dass die Studiengänge so klein sind – also eine bessere Betreuung möglich ist. Alle Studierenden die wir trafen und jeder Einfluss stimmte uns positiv.

An die Kamera

Nach dem Campusrundgang folgte dann eine Einführung in die Kameratechnik in dem professionellen Film- und Fotostudio durch Prof. Martin Kreyßig und mit dem Equipment aus der Medienleihe. Vom Stativ über die verschiedenen Kameras bis hin zu deren Einstellungen, wie der Blende, der Schärfe oder auch dem Bildausschnitt, war alles dabei. Doch es gab noch mehr.

Mehr zur Technik-Einführung
Lisa: Blende, Weißabgleich, Stärke, ISO und noch vieles mehr – davon hatten wir bereits etwas gehört, doch das Ganze an Kameras auszuprobieren, stellte und vor eine neue Herausforderung. Es wurde ausprobiert, erklärt, Tipps gegeben und schließlich kamen wir zu sehenswerten Ergebnissen. Gleichzeitig erfuhren wir etwas über die Einstellung und Verwendung von Filmkameras und den dazugehörigen Tongeräten, mit denen wir daraufhin sofort angefangen haben, Drehmaterial zu sammeln.

Auch zur Tontechnik und zur Fotografie konnte ich noch eine Menge dazulernen. Erst, wenn man weiß, wie schwer beispielsweise eine Tonangel oder eine Kamera auf Dauer werden kann oder wie mühselig die Feineinstellungen des Fokus werden können, bemerkt man, wie viel Arbeit hinter einem fertigen Film steckt.

  • Gemeinsame Runde: Das Team bespricht die Technik-Basics im Studio.

In das Labor

Um zu wissen, was wir die Woche über filmen sollen, wurden uns im Anschluss die Experimente und das Labor vorgestellt, das wir am nächsten Tag nutzen würden. Damit verbunden war auch ein kleiner Vortrag über MINT-Fächer am Beispiel des Wirtschaftsingenieurwesens. Besonders faszinierend war, wie viele verschiedene Bereiche durch diesen Studiengang abgedeckt werden.

Weitere technische Studienfächer der HS Harz

Wirtschaftsingenieurwesen umfasst nicht nur trockene Theorie, Mathematik und Physik, sondern weist auch den praktischen Bezug, sowie das Anwenden verschiedener Sprachen auf, wozu die Möglichkeit des Auslandssemesters an über 81 Partnerhochschulen beiträgt.

  • Die Schülerinnen lernen die Labore der Hochschule kennen.

Für jemanden, der sich sowohl für Naturwissenschaften als auch für Sprachen interessiert, scheint damit den perfekten Studiengang gefunden zu haben. Dies erweiterte mein Blickfeld in Bezug auf die unterschiedlichen Studiengänge enorm. Oftmals ist es gar nicht notwendig, sich für eine spezielle Richtung entscheiden zu müssen – Verknüpfungen sind durchaus möglich.

Mehr zu den Laboren
Julia, Theresa, Franziska: Wie wird Abwasser eigentlich wieder sauber? Ab 15 Uhr gab uns Frau Prof. Dr. Heilmann eine kurze Einführung in den Studiengang Wirtschaftsingenieurwesen. Dort erzählte sie uns von ihren eigenen Erfahrungen und den Berichten anderer Studentinnen. Anschließend gab sie uns einen Einblick in biotechnische Automatisierungsprozesse, als einfaches Beispiel eine Kläranlage, und somit gleichzeitig in Experimente, die wir am nächsten Tag durchführen würden.

Danach ging es auch schon in das entsprechende Labor, in dem wir gleich eine Belehrung bekamen. Frau Gerlach erklärte uns, was für unsere Sicherheit und die Experimente wichtig ist und was zu beachten war. Natürlich nahmen wir unser neu erworbenes Wissen über Kamera-, Bild- und Tontechnik schon mit und hielten einige Momente fest (okay, vielleicht haben den Anfang auch unsere “Lehrer” gemacht… )

Video-Einblick zur Automatisierungstechnik

Julia: Zusammen mit Prof. Dr. Heilmann und Herr Kanneberg besichtigten wir das Labor Automatisierungstechnik. Uns wurden zwei Versuchsaufbaus gezeigt, einmal anhand eines Bioreaktors, was in einer Kläranlage passiert, und anschließend wie Flaschen durch einen Erkennungsmechanismus verschieden befüllt werden können – die Kamera immer mit dabei.

Mit der Gleichstellungsbeauftragten Prof. Dr. Louisa Klemmer erfolgte zum Schluss noch eine Feedbackrunde, in der wir offen und ehrlich unseren ersten Forschungstag einschätzen konnten. Unser Fazit: Die Hochschule Harz zeichnet sich besonders dadurch aus, dass die einzelnen Seminargruppen eher klein gehalten sind, sodass Studieren persönlicher und intensiver möglich ist. Außerdem ist das Sportangebot sehr breit gefächert und es gibt viele Möglichkeiten ins Ausland zu gehen. Wir haben nach diesem doch anstrengenden Tag eine gute erste Idee vom Studium an der HS Harz bekommen.

Um den ersten Tag gut ausklingen zu lassen, bekamen wir noch eine persönliche Stadtführung von Sophia, einer weiteren Teilnehmerin, die uns durch die schönen Gassen Wernigerodes führte.

(Peggy)