Von Max Schweiger Einmal hochgeschoben kurz angetippt und schon bewegt sich der Klopfspecht rhythmisch klopfend die Stange hinunter. Das Prinzip ist ganz einfach - es physikalisch zu erklären stellt sich aber als anspruchsvolle Aufgabe heraus. Die beiden 17-jährigen Schüler Tobias Schemmelmann (HTG Lörrach) und Lorenz Eberhart (Kant-Gymnasium Weil am Rhein) stellten sich der Herausforderung und kamen beim Regionalwettbewerb von Jugend forscht in Freiburg eine Runde weiter. Jetzt werden sie ihr Projekt in Stuttgart den Juroren vorstellen. Die Idee dazu stammt vom IYPT (International Young Physicists' Tournament) " einem internationalem Wettbewerb bei dem Schüler Aufgaben lösen. Die Aufgabe ist einfach formuliert: " A woodpecker toy exhibits an oscillatory motion. Investigate and explain the motion of the toy" " Zu Deutsch: "Ein Klopfspecht beschreibt eine schwingende Bewegung. Untersuche und beschreibe die Bewegung des Spielzeugs." "Es geht darum welche Gruppe das Problem am besten löst", umreißt Tobias die Idee des internationalen Wettbewerbes. Wie tief die Gruppen ins Detail gehen, bleibt ihnen überlassen. "Am Anfang weiß man nicht so recht wo man hin soll", erinnert sich Tobias. "Aber dann filmten wir die Bewegungen mit einer Highspeedkamera und entwickelten die Idee zur Vorgehensweise". Erst die Highspeedaufnahme machte die Bewegungsabläufe deutlich, die in vier Phasen eingeteilt werden konnten. Der Specht ist über eine Feder an einer Muffe (Ring) befestigt, die über eine senkrecht stehende Stange gestülpt wird. Da die Muffe breiter als die Stange ist könnte sie mitsamt Specht einfach hinunterrutschen. Durch das Gewicht des Spechtes wird sie aber an einer Seite hinuntergedrückt und verkantet sich. Wird der Specht nun angetippt, gerät er über die Feder in Schwingung, die Muffe verkantet jeweils bei der Auf- und Abwärtsschwingung. In der Phase zwischen diesen Schwingungen berührt die Muffe die Stange nicht: Der Specht rutscht ein Stück hinunter. Um diese Bewegungen zu analysieren bauten Tobias und Lorenz das Spielzeug schematisch nach. Der Specht wurde dabei durch unterschiedlich schwere Holzklötze ersetzt. Mit einem Videoanalyseprogramm werteten die beiden die Bewegungen der Muffe und des Spechtes aus. "Hierfür haben wir einen schwarzen Punkt mit weißem Hintergrund an Specht und Muffe angebracht. Das Programm findet die Punkte und wir können die Bewegung am Computer nachvollziehen", erklärt Tobias. "Wir haben dann Theorie mit Praxis verglichen", führt Lorenz fort. Bei der Gegenüberstellung konnten die beiden eine hohe Übereinstimmung der errechneten und der experimentell ermittelten Werte herausfinden. "Das ist optimal", freut sich Lorenz. "Lorenz übernahm mehr die Theorie und ich die Experimente", erklärt Tobias. Derzeit feilen die beiden an ihrer Ausarbeitung. Dem Wettbewerb in Stuttgart sehen sie gelassen entgegen. "Wir haben uns jetzt so lange mit dem Thema beschäftigt - da weiß man das meiste aus dem Kopf", sagt Lorenz.