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Ausgewählte Maturaarbeiten der MINT Fachschaften

2022/23

Bewegte Objekte in der Relativitätstheorie
Valentino Gaber
  • Autor: Valentino Gaber
    Betreuer: T. Röthlisberger
    Jahr: 2022/23
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    Simulation

    Diese Arbeit handelt von den mathematischen und physikalischen Grundlagen und den Anwendungen der speziellen Relativitätstheorie. Es werden Phänomen wie Zeitdilatation, Längenkontraktion und relativistischer Doppler-Effekt behandelt und es wird eine Einleitung in die mathematischen Hintergrunde, wie 4er-Vektoren, Lorentz-Transformationen und Minkowski Diagramme gegeben. Aufgrund dieses Wissens wird eine Simulation erstellt zur Veranschaulichung der Effekte auf die visuelle Wahrnehmung von Objekten bei relativistischen Geschwindigkeiten. Zusammen mit dem Leser wird die Erstellung des Codes angeschaut und es wird ein Einblick in die numerischen Methoden, der im Code verwendeten Gleichungen gegeben. Man kommt zum Schluss, dass sich die Objekte noch spezieller verhalten, wie man aus den Gleichungen schlussfolgern würde. An Stelle von reinen Längenkontraktionen werden sogenannte Terrell Rotationen beobachtet.

Bau einer Fliegenrute aus Bambus
Sven Bochmann
  • Autor: Sven Bochmann
    Betreuer: D. Stender
    Jahr: 2022/23
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    Rutenquerschnitt

    In dieser Arbeit wurde selbstständig eine Angelrute aus Bambus hergestellt. Bambus ist ein vielseitiges Material, das durch eine hohe Stabilität auszeichnet. Ausserdem wächst Bambus erstaunlich schnell und ist ein natürlicher Rohstoff. Die Nutzung von Bambus in möglichst vielen Bereichen stellt daher einen wichtigen Beitrag zur nachhaltigen Ressourcennutzung dar. Die gebaute Angelrute wurde physikalisch vermessen und mit anderen Angelruten, unter anderem aus Karbonfasern, verglichen. Es stellt sich heraus, dass eine Bambusrute vergleichbare Eigenschaften zu Angelruten aus anderen Materialien aufweist und somit eine sinnvolle Alternative für umweltbewusste Angler darstellt.

2022/23

Creating a vegan fried egg using molecular gastronomy
Polina Ebnöther
  • Autor: Polina Ebnöther
    Betreuer: Urs Leisinger
    Jahr: 2022/23
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    Vegan fried egg

    The aim of this project was to create a vegan fried egg using molecular gastronomy. It was decided not to follow an existing recipe. Instead, the egg was created using only some basic knowledge. To this end, research had to be carried out before the actual production of the egg could begin. It was important to gain an overview of the theoretical part of molecular gastronomy: the structure of alginate, alginate gel and xanthan gum. This knowledge was needed to better understand the results of the experiments and to adapt the approach to achieve the desired result.

    The egg yolk and white were produced separately and then combined to create the vegan fried egg. The yolk was produced using a reverse spherification technique, whereas a thickening technique was applied to produce the egg white.

    Once the reverse spherification and thickening techniques had been mastered, the actual cooking process began. Both parts of the egg were produced and combined to produce the final result: a vegan fried egg.

Herstellung und Analyse des Süssstoffes Saccharin
Lea Kovacevic
  • Autorin: Lea Kovacevic
    Betreuer: M. Zürcher
    Jahr: 2022/23
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    Selbst hergestelltes Saccharin mit Strukturformel

    Das Ziel der Arbeit war es, den synthetischen Süssstoff Saccharin selbst im Schullabor herzustellen und zu analysieren sowie weitere Süssstoffe in Getränken nachzuweisen.

    Die Herstellung von Saccharin gelang ausgehend von o-Toluolsulfonamid, das mit Kalium-permanganat oxidiert wurde. Das resultierende Benzoesäuresulfonamid zyklisierte in einer intramolekularen Kondensationsreaktion zu einem farblosen, kristallinen Feststoff. Die dünnschichtchromatografische Analyse bestätigte, dass es sich bei diesem Produkt um reines Saccharin handelte.

    In weiteren Experimenten konnten Saccharin und Aspartam in verschiedenen Süssgetränken dünnschichtchromatografisch nachgewiesen werden.

Adhesives - A study of adhesives and their creation
Thierry Mathys
  • Autor: Thierry Mathys
    Betreuer: Heinrich Landis
    Jahr: 2022/23
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    Adhesives - A study of adhesives and their creation

    The focus of this Matura paper was to synthesize and analyze adhesives.

    During this project, different types of adhesives were synthesized, such as dispersion adhesives, all-purpose adhesives, hotmelt adhesives, and chemically curing adhesives. Commercially available adhesives, such as an all-purpose adhesive as well as a super glue, were also tested and then compared to the synthesized ones. To measure the adhesive force, the adhered parts were pulled apart with a 50 N dynamometer. The synthesized adhesives were also compared, and conclusions were drawn in combination with the written theory.

Manufacturing of Biopolymers
Kathrin Odolo
  • Autorin: Kathrin Odolo
    Betreuer: M. Zürcher
    Jahr: 2022/23
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    Synthesized galalith pieces in flower shape

    The goal of this paper was to manufacture biopolymers in a school laboratory. Hence, three main procedures were developed.

    In the first procedure a biopolymer was manufactured from corn-starch. This was achieved by mixing starch with acid whereby hydrolysis occurs, and the formerly branched polymer is transformed into linear polysaccharide chains. In the second procedure casein was produced. Casein is commonly known as milk protein and forms when milk is mixed with acid. In the third procedure galalith was manufactured. Galalith experienced great success in the early 20th century where it was used as a common substitute for ivory or to produce accessories. It is formed by crosslinking casein with formaldehyde.

    Further experiments examined how the resulting galalith changes depending on the amounts of formaldehyde used for synthesis.

Comparison of the quality of reclaimed and non-reclaimed soil
Ashley Taylor
  • Autor: Ashley Taylor
    Betreuer: Urs Leisinger
    Jahr: 2022/23
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    Vegan fried egg

    In this Matura paper the comparison and quality of reclaimed and non-reclaimed soil is discussed. The quality of these soils was compared to each other and to the soil parameters of commercially available potting soil and sand to establish reference values. The reclaimed and non-reclaimed soil samples were sourced from the grounds of the Kantonschule Zug. The process of reclaiming and improving the quality of the soil at the Kantonsschule Zug had been performed by the gardener Mathias Meienberg over the past two years, mainly by adding compost to the soil.

2021/22

Gleichgewichts-Untersuchungen zwischen Acetylsalicylsäure, Salicylsäure und Methylsalicylat
Melk Zimmermann
  • Autor: Melk Zimmermann
    Betreuer: Urs Leisinger
    Jahr: 2021/22
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    TITEL

    Diese Arbeit beschäftigt sich mit der folgenden Fragestellung: Wie gut lassen sich die Gleichgewichtskonstanten K und kinetische Parameter aus den Zeitverläufen der Umwandlungsreaktionen zwischen Aspirin, Salicylsäure und Methylsalicylat abschätzen? In Reaktionsansätzen werden die Konzentrationen der verschiedenen Reaktanden im Verlauf der Zeit mittels Dünnschichtchromatographie und gegebenenfalls auch mit dem High Pressure Liquid Chromatograph bestimmt. Aus diesen Messdaten werden Geschwindigkeits- und Gleichgewichtskonstanten berechnet, indem der Reaktionsverlauf in einem Modell simuliert wird.

2020/21

Concentration decline of S-metolachlor
Janine Roshardt
  • Autor: Janine Roshardt
    Betreuer: Urs Leisinger
    Jahr: 2020/21
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    The goal of this study was to measure the concentration decline of the herbicide S-Metolachlor (SMOC) and its metabolites and to identify and possibly quantify the major factors determining their course of concentration. The pollutants were measured in a corn field in Arth near the lake of Zug for two months. A model describing leaching and degradation was developed, the results of which were compared to the measured values.

2022/23

Sourdough, the Powerdough?
Lena Straub
  • Autor: Lena Straub
    Betreuer: Valeria Lobsiger
    Jahr: 2022/23
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    Lena Straub hat experimentell überprüft, ob sich Sauerteig als Dünger für Radieschen eignet. Dazu hielt sie Pflanzen in verschiedenen Töpfen, denen sie unterschiedliche Mengen an Sauerteig beigemischt hatte. Ihre Resultate weisen darauf hin, dass das geringe Beifügen von Sauerteig zur Erde zu durchschnittlich grösseren Radieschen führt.

Momentan ist noch keine Maturaarbeit im Fach Mathematik gelistet.

2022/23

Sudoku: Generator in Python with Recursive Functions
Kym Ackermann
  • Autorin: Kym Ackermann
    Betreuer: M. Kubba-von Jüchen
    Jahr: 2022/23
    Link: Sudoku


    Sudoku

    Kym hat ein Programm geschrieben, dass Sudokus in verschiedenen Varianten erstellen und selbst lösen kann. Die Sudokus haben genau eine Lösung.

Programmierung eines künstlich intelligenten Jass Gegners
Georg Schäli
  • Autor: Georg Schäli
    Betreuer: M. Kubba-von Jüchen
    Jahr: 2022/23
    Link: Code


    Schieber

    Georg hat ein Programm geschrieben, welches mit Hilfe einer Kombination von KI und dem Minimax-Prinzip, das Kartenspiel Schieber (für 2 Spieler) spielt.

Mühlespielcomputer, Interaktives Spielbrett mit Spielalgorithmus
Jason Seinige und Nils Wieders
  • Autoren: Jason Seinige und Nils Wieders
    Betreuer: M. Kubba-von Jüchen
    Jahr: 2022/23
    Link: Code


    Mühlestein

    Nils & Jason haben sowohl ein Programm geschrieben, das Mühle spielen kann, als auch ein physisches Brett mit LED's gebaut, das vom Programm angesteuert wird, die Züge des Menschen erkennt und seine eigenen Züge mit LED's anzeigt.

Programmierung eines dezentralen Casinos
Gian-Luca Held
  • Autor: Gian-Luca Held
    Betreuer: F. Hürlimann
    Jahr: 2022/23
    Link: Smart Contract


    Webseite für den Smart Contract

    Ist es möglich eine nicht vorhersehbare Zufallszahl in einem Smart-Contract zu generieren?

    Glücksspiel basiert auf Zufällen. Diese Zufälle sollten nicht durch irgendeine Person oder ein System beeinflussbar sein. Doch wer garantiert einem Nutzer, dass dies in einem Online-Casino gewährleistet ist? Als normaler Kunde eines solchen Casinos kann dies nicht selbst überprüft werden. Hier bietet die Blockchain eine mögliche Lösung. Alles, was auf einer Blockchain geschieht, kann öffentlich eingesehen werden.

    In meiner Arbeit habe ich einen eigenen Smart-Contract programmiert, welcher ein dezentrales Casino darstellt. Zentrales Element hierzu ist ein Konzept, welches garantiert nicht vorhersehbare Zufallszahlen generiert.

KanaKards - Entwicklung eienr Lern-App, um das japanische Alphabet zu erlernen
Marguerite Rabil
  • Autorin: Marguerite Rabil
    Betreuer: F. Hürlimann
    Jahr: 2022/23
    Link: KanaKards


    KanaKards Lernapp

    In dieser Arbeit wurde ein Lernprogramm in Form einer Web-App von Grund auf entwickelt. Die Arbeit befasst sich sowohl mit der Theorie des Webdesigns und dem Programmieren als auch mit der Wissenschaft des Lernens. Der Entwicklungsprozess der Web-App wird erläutert und sämtliche Designentscheide werden begründet.

Momentan ist noch keine Maturaarbeit im Fach Geografie gelistet.

2022/23

Development and Construction of an Electric Cargo Bike
Elis Jarosch
  • Autor: Elis Jarosch
    Betreuer: V. Dittli
    Jahr: 2022/23


    Electric Cargo Bike

    Ein altes Fahrrad in ein elektrisches Cargo Bike zu verwandeln, war die Idee dieser Arbeit. Dazu wurde der Stahlrahmen durch Stangen verlängert und mit einer Velogabel eines Kinderfahrrades erweitert. Zusätzlich musste ein indirekter Steuerungsmechanismus gebaut werden, da das Vorderrad nach vorne gesetzt wurde. Die Scheibenbremsen verhelfen dem schweren Gefährt zu einem kurzen Bremsweg und mit dem elektrischen Motor lassen sich auch schwere Güter trocken in der überdeckten Holzkiste von A nach B transportieren.

Du möchtest deine Maturaarbeit ebenfalls hier aufführen? Dann melde dich bei deinem Betreuer oder schicke eine E-Mail an mint@ksz.ch.