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Berühren, Staunen, Fragen und Experimentieren im KID Forscherclub
Berichte aus dem KID-Forscherclub - Frühjahr 2015

Direktlink: http://www.kinderuni-darmstadt.de/8753


Berühren, Staunen, Fragen und Experimentieren im KID Forscherclub
Besuch des KID Forscherclubs in der Prozesslernfabrik der TU Darmstadt im März 2015

Der KID-Forscherclub ist eine tolle Gelegenheit Orte und Menschen kennen zu lernen, die etwas mit Forschung zu tun haben. Den Kindern öffnen sich Türen und Gelegenheiten zum Gucken, Berühren, Staunen, Fragen und Experimentieren. Ein paar Beispiele aus den bisherigen Veranstaltungen sollen das veranschaulichen und Lust auf den nächsten Forscherclub 2/2015 machen. Die Anmeldung ist bereits frei geschaltet.

Am 25. März 2015 war der KID Forscherclub der Kinderuni Darmstadt zu Besuch im Institut für Kernphysik der Technischen Universität Darmstadt. Unser Besuch galt heute der Besichtigung einer Teilchenbeschleunigeranlage. Daher wurden wir zu allererst mit einer Bildpräsentation in die Grundlagenforschung der Kernphysik eingeführt. Hier lernten wir, dass fast jedes Teilchen – sei es auch noch so klein – immer weiter zerlegt und nochmals verkleinert werden kann.
Je kleiner die Teilchen sind, die gespalten werden sollen, desto höher muss die Energie sein, mit der auf die Teilchen geschossen wird.
Eine hohe Spannung bzw. Energie wird in einem Teilchenbeschleuniger durch hintereinandergeschaltete Beschleunigerstrecken also „Wechselspannungsfelder von + - + - und so weiter" erreicht, durch die die Teilchen mit Lichtgeschwindigkeit hindurch fliegen.
Ein Modell zeigte uns, wie groß die Anlage sein würde, die wir noch besichtigen wollten. Als erstes schauten wir uns im Keller den Kontrollraum an. Hier blinkten sehr viele Lampen und über einige Bildschirme konnten wir die gesamte Anlage sowie Lichtstrahlen – also Teilchen auf Ihrem Weg über die Beschleunigungsstrecken – beobachten.
Es wurde uns auch erklärt, dass auf einem Kontrollboard alle Lampen grün leuchten müssen, damit die gesamte Anlage betreten werden kann oder in Betrieb genommen werden kann. Wir wurden mit Dosimetern (ein Spannungsmessgerät) ausgestattet und weiter ging es.
Wir sind noch eine Stock tiefer in das Erdreich hinabgestiegen, also in das zweite Untergeschoss und nachdem wir mehrere Knöpfe und Barrieren wie Lichtschranken freigeschaltet hatten, durften wir endlich die Räume mit dem Teilchenbeschleuniger betreten.
Eine riesige „Schlange" aus Rohren und sehr großen Magneten schlängelte sich durch den Raum, ummantelt von Bleiplatten zu Isolierungszwecken. Die Magneten hatten entweder die Aufgabe die Lichtstrahlen zu bündeln oder wieder auf Linie zu bringen beziehungsweise abzulenken.
Nachdem jeder einmal Schutzhandschuhe angezogen hatte und eine der Bleiplatten anheben und halten durfte, wussten wir, dass sich einige von uns doch ganz schön im Gewicht verschätzt hatten. Eine kleine Bleiplatte wog nämlich schon ca. 6 kg.
Anschließend sind wir noch die Reststrecke der Versuchsreihe entlanggelaufen und aus den Tiefen des Gebäudes wieder hinaufgestiegen.
Die mitgenommenen Dosimeter zeigten keinerlei Veränderung an, also waren wir auch nicht in gefährliche Spannungs- und Strahlungsfelder auf unserer Wanderung geraten.
Wir konnten daher beruhigt unseren beeindruckenden und lehrreichen Nachmittag zu Ende führen und wieder nach Hause gehen.

Der KID-Forscherclub in der Wasserbauhalle der Hochschule Darmstadt Der KID-Forscherclub in der Wasserbauhalle der Hochschule Darmstadt

Am 11. März 2015 besuchte der KID Forscherclub der Kinderuni Darmstadt die Wasserbauhalle des Instituts für Wasserwirtschaft und Umwelttechnik der Hochschule Darmstadt. Der Nachmittag führte uns vor, wie schnell Wasser laufen und was es alles antreiben kann.
Zu Beginn haben wir Geschwindigkeitsmessungen in einem Wasserkanal durchgeführt und dabei mit der Stoppuhr in der Hand die Geschwindigkeit des Wassers von ca. 100 l auf 10 m Weglänge gemessen. Dreimal musste die Messung durchgeführt werden, damit ein statistischer Durchschnittswert errechnet werden konnte. Gemäß der Formel Q = Vm xA wurde errechnet, dass das Wasser mit einer durchschnittlichen Geschwindigkeit von 25 cm/sec. durch den Kanal geflossen ist.
Bei dem gleichen Versuch, jedoch diesmal mit Hilfe eines Messflügels, der in den Wasserstrom gehalten wurde, errechneten wir fast die gleiche Geschwindigkeit.
Im Vergleich floss das Wasser am Rand des Kanals mit ca. 25-26 cm/sec., in der Mitte des Kanals sehr viel schneller, nämlich mit 44 cm/sec.
Jetzt haben wir uns noch überlegt, dass wir die Kraft des Wassers auch nutzen wollen, da diese immer da ist. Ein schönes Beispiel hierfür sind Wasserräder und Wassermühlen.
Wir hatten das Glück, dass in einem weiteren größeren und tieferen Wasserkanal ein oberschlächtiges Wasserrad für Versuchszwecke aufgebaut war und konnten dies als Vorbild für unser eigenes Wasserrad nehmen.
Zum Basteln benötigten wir eine große 1,5 l Plastikwasserflasche, die wir unten auf- und abgeschnitten haben. Aus den Resten der Wasserflasche haben wir Plastikflügel geschnitten, die sorgfältig in einen Flaschenkorken gesetzt worden sind. Das war unser „Wasserrad". Dieses Wasserrad wurde rechts und links mit Zahnstochern in der Wasserflasche befestigt (mit Hilfe von Wärme und Feuer an der Flaschenwand eingebrannt) Hier wurde die Hilfe der anwesenden Betreuer in Anspruch genommen. Und schon war unser eigenes Wasserrad fertig und konnte in den Kanal gestellt und in Betrieb genommen werden.
Das sah so aus, dass wir durch einen Wasserschlauch das Wasser durch unsere Flasche über das Korkenrad haben laufen lassen. Fertig!
Das war wieder ein toller Nachmittag, der allen viel Spaß gemacht hat.

Besuch des KID Forscherclubs in der Prozesslernfabrik der TU Darmstadt im März 2015 Besuch des KID Forscherclubs in der Prozesslernfabrik der TU Darmstadt im März 2015

Am 11. Februar 2015 war der KID Forscherclub der Kinderuni Darmstadt zu Besuch in der Prozesslernfabrik CiP des „Instituts für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugbau (PTW)“ der TU Darmstadt. In einer modernen Fabrikhalle wurden den Kindern Maschinen gezeigt, die vollautomatisch runde Edelstahlstangen fräsen und polieren konnten. Beeindruckend waren die Schalttafeln, über die die einzelnen Maschinen gesteuert wurden. Unter Aufsicht konnten die Kinder einige der Maschinen selber mit Edelstahlblöcken bestücken und die Maschinen arbeiten lassen. Große Freude bereitete auch die Montageeinheit, bei der die Kinder mit Akku-Schraubern fertig gefräste Rohre in einem Montageblock verschrauben konnten.
Mit ungläubigem Staunen wurde ferner eine riesige, über die gesamte Längsseite der Prozesslernfabrik laufende Maschineneinheit bestaunt, die aus mehreren hintereinander gekoppelten Einzelmaschinen bestand und der Verformung von Blechen diente.
Am Ende der Veranstaltung wollten wir uns noch den großen neuen Hörsaal der TU Darmstadt auf dem Campus Lichtwiese anschauen. Wegen einer externen Veranstaltung konnten wir aber leider nicht hineingehen.

Der KID-Forscherclub im Augmented Reality Lab bei der Wartung einer Brennstoffzelle Der KID-Forscherclub im Augmented Reality Lab bei der Wartung einer Brennstoffzelle

Den Abschluss des Forscherclubs bildete am 20. Mai 2015 ein Besuch des Augmented Reality Lab beim Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung. Herr Dr. Bockholt erklärte uns zunächst sehr anschaulich, was virtuelle Realität ist und wie einem Computer beigebracht wird, zu sehen. Die Fachleute nennen das Computer Vision. Zum Beispiel kann ein Hausmeister die Kamera seines Smartphones auf die Heizungsanlage richten und sieht dann auf dem Foto im Display eine farbige Markierung an der Stelle, wo die Heizungsanlage kaputt ist. Er bekommt außerdem auch gleich schriftliche Anweisungen eingeblendet, was er tun muss. Touristen können mit der Kamera des Smartphones ein Gebäude, zum Beispiel das Olbrich-Haus in Darmstadt, ins Visier nehmen und bekommen dann durch Überblendungen gezeigt, wie sich das Haus im Laufe der Zeit verändert hat.
So eine Zeitreisen durch die virtuelle Welt konnten wir dann selbst mit einer speziellen Brille, der Oculus Rift, durch die Grabungsstätte einer antiken Villa unternehmen. Die Forscher vom IGD hatten das so programmiert, dass alle das, was in der Brille zu sehen war, auch als  Wandprojektion sehen konnten. Einem Kind, das sich sehr schnell durch das virtuelle Gebäude bewegte, wurde davon ganz schwindelig. Dann konnten wir die rekonstruierte Wohnung der Gebrüder Grimm erkunden. Eine Kinect Kamera, die auch für Computerspiele verwendet wird, nahm auf, wo auf dem Grundriss der Wohnung unsere Füße gerade standen und an der Projektionswand sah man das zugehörige Zimmer samt Einrichtung und Wanddekoration. Durch Handbewegungen ließ sich die Blickrichtung ändern.Besonders schwierig war das nächste Experiment, für das man sich zunächst mit einem Exo-Skelett, das sieht wie ein Strichmännchen aus, verbinden musste. Mit viel Geduld und Konzentration musste man dann dieses Exo-Skelett steuern und durch gezielte Hand- und Körperbewegungen ein Wirkstoffmolekül an die passende Andockstelle in ein Proteinmolekül hineintanzen.
Am Schluss konnten wir mit dem Smartphone ein Wartungssystem für eine Brennstoffzelle ausprobieren.
Damit war der Forscherclub erst einmal zu Ende. Wir freuen uns schon auf den nächsten Forscherclub nach den Sommerferien.