Geschick und Knobelei

2er-Pyramide

Der Besucher soll versuchen, eine Pyramide mit dreieckigen Grund- und Seitenflächen (Tetraeder) zu bauen. Es scheinen aber die erforderlichen gleichseitigen Dreiecke zu fehlen.

4er-Pyramide

Mit zwei Teilen war es schon schwierig. Hier sollen nicht nur zwei sondern vier Teile zu einem Tetraeder zusammengefügt werden. Und auch hier muss „um die Ecke“ gedacht werden.

Blasen im Schatten

Dies ist die vereinfachte Variante des „Körper im Schatten“-Exponates. Auch hier besteht die Aufgabe darin, einen Gegenstand in eine Lichtquelle zu halten, damit diese einen Schatten wirft. Nur diesmal müssen auf der Wand abgebildete Blasen  unterschiedlichster Größe mit einem runden oder ovalen Schatten-Rahmen sozusagen „eingefangen“ werden. 

Caesarverschlüsselung

Die Caesarverschlüsselung ist ein einfaches Verschlüsselungsverfahren. Der Name leitet sich von dem römischen Feldherren Gaius Julius Caesar ab, der diese Art der geheimen Kommunikation für seine militärische Korrespondenz verwendet hat. Es heißt, dass Caesar eine Verschiebung des Alphabetes um drei Buchstaben verwendete. Erleichtert wurde die Methode der Caesarverschlüsselung im 15. Jahrhundert durch die Entwicklung der Chiffrierscheibe. Dabei wird die innere Scheibe um die Anzahl der verschobenen Buchstaben zur äußeren Scheibe gedreht, wodurch sich die ersetzten Buchstaben ablesen lassen.

Conway-Würfel

Drei kleine Würfel und sechs Blöcke gleicher Dicke, aber doppelter Länge und Breite sollen zu einem großen Würfel zusammengesetzt werden.

Das verflixte T

Vier Teile unterschiedlicher Formen lassen sich zu einem „T“ zusammenlegen. Die besondere Schwierigkeit besteht darin, dass auf den ersten Blick zu wenige rechte Winkel zur Verfügung stehen: Man muss etwas „um die Ecke“ denken, um diese Aufgabe lösen zu können.

Dreiecke im Schatten

Bei dieser Knobelei wird ein Dreieck in eine Lichtquelle gehalten. Ziel ist es, das Dreieck so zu drehen und zu kippen, dass sein Schatten genau auf eines der Dreiecke an der Wand passt. Wer besonders knobel-freudig ist, kann versuchen, den Schatten des Dreiecks auf jedes einzelne der abgebildeten Dreiecke zu halten.

Ein Quadrat zu viel

Fast schon magisch wirkt dieses Knobel-Experiment. Legt man aus allen fünf Teilen zunächst ein normales Dreieck zusammen, scheint die Realität noch in Ordnung. Doch sobald man die Teile in einer anderen Anordnung zusammenlegt, gerät die Welt, wie wir sie meinen zu kennen, ins Wanken. Plötzlich ist kein Platz mehr für das kleine Quadrat, obwohl das Dreieck von der Fläche her gleich ist. Dennoch handelt es sich hier nicht um Magie und Zauberei. Vielmehr handelt es sich um einen mathematischen Trick. Denn mit bloßem Auge ist nicht zu erkennen, dass die Hypotenuse der zwei gelegten Dreiecke nicht in einer  Linie verlaufen - ein minimaler Unterschied, der genau die Fläche des kleinen Quadrates ausmacht.

Ein Rechteck zu viel

Nachdem wir ein Quadrat zu viel hatten, bleibt hier nun auch noch ein Rechteck übrig. Und auch hier handelt es sich nicht um Magie und Zauberei. Doch wie ist es möglich, dass in der einen Variante ein Rechteck übrig bleibt und in der anderen nicht? Schiebt man das eine große Teil auf das andere, erkennt man, dass es ein wenig größer ist. Vertauscht man nun die Teile bleiben somit Lücken. Die Fläche der Lücken entsprechen der Fläche des übrigbleibenden Rechteckes. Natürlich ist die Größe der Gesamtfläche verändert. Doch nimmt man diese nicht sofort wahr.

Finde den Fisch

Eine Schablone in Form eines Fisches muss so an ein aperiodischen Parkett, dem sogenannten Penrose-Parkett aus den Figuren „Drachen“ und „Pfeile“, gehalten werden, dass sie sich genau in das Muster einfügt.  Dabei gibt es nur wenige Stellen, an denen dies überhaupt möglich ist.

Fingerlabyrinth

Verwirrend und doch irgendwie faszinierend!  Labyrinthe üben schon seit jeher eine ganz spezielle Wirkung auf den Menschen aus. Links, rechts oder doch geradeaus? Auch beim Fingerlabyrinth ist das Ziel immer der richtige Weg hinaus. Jedoch darf nun der Weg zum Ausgang nur mit einem Finger  entlang der Markierungen ertastet  werden, ohne auch nur einen Blick auf die Fläche zu werfen.

Geheimcode

Eine runde Platte mit vielen, vielen Buchstaben, und darauf soll ein zusammen-hängender Text zu finden sein? Mit Hilfe der Dechiffrierscheibe gar kein Problem! Diese wird einfach auf die Buchstabenplatte gelegt, und schon kann einer von ins-gesamt sogar 4 Texten problemlos durch die aus-gesparten Löcher abgelesen werden. Der Trick dabei ist, dass die Scheibe nur die Buchstaben sichtbar lässt, die für das Lesen des Textes nötig sind und alle anderen Buchstaben abgedeckt werden. Dreht man die Platte um 90° weiter wird der nächste Text sichtbar. Mit Hilfe dieses Systems können mehrere geheime Botschaften gleichzeitig übermittelt werden.

Handlungsreisender

1930 wird das Problem des Handlungsreisenden zum ersten Mal als mathematisches Problem  erwähnt. Die Aufgabe: Die Reihenfolge für den Besuch mehrerer Orte so zu wählen, dass die gesamte Reisestrecke möglichst kurz ist. Die Bestimmung guter Lösungen ist dabei vergleichsweise leicht, während das Finden einer beweisbar optimalen Lösung schon einiges Kopfzerbrechen bereitet. Doch genau das ist die Aufgabe bei diesem Exponat:  Den optimalen Weg durch alle markierten Städte mit Hilfe einer Schnur zu kennzeichnen. Im Alltag hat beispielsweise der Postbote mit diesem Problem zu kämpfen, um eine optimale Route zum Austragen der Briefe zu erhalten.

Hörmemory

Das Gehör ist ein grundlegendes Organ für die menschliche Kommunikation, denn es ist die Voraussetzung für die Entwicklung der Sprache. Bei dieser besonderen Form des Memory kommt es genau auf dieses Organ an. Bei jeder Betätigung von einer der 20 Tasten ertönt eines von 10 verschiedenen Geräuschen. Unterschiedliche Tasten bedeuten unterschiedliche Geräusche. Wie bei dem beliebten Spieleklassiker muss nun versucht werden ein Geräuschpaar ausfindig zu machen.

Juwelendieb

Bei diesem „Tunnel“ sind Körpergefühl und Geschicklichkeit gefragt. Der „Dieb“ muss sich dabei  umsichtig vorarbeiten, um keinen (Glöckchen-) Alarm auszulösen.

Kängurupuzzle

Das Känguru-Puzzle ist etwas für geschickte Puzzler, auch schon jüngeren Alters! Am Ende passen die Kängurus so gut zusammen, dass sie insgesamt ein großes, buntes Muster bilden.

Körper im Schatten

Drei verschiedene Körper müssen so in eine Licht-quelle gehalten werden, dass die Schatten genau auf ein Dreieck, ein Quadrat oder ein Sechseck an der Wand passen. Doch funktioniert das wirklich in jedem Fall?

Kugelbrett

Spaß und Herausforderung – und gleichzeitig wird die Feinmotorik getestet! In der Ruhe liegt die Kraft: hier hat man mit ausgeglichenem Geschick Erfolg! Mit Hilfe von zwei Bändern soll eine Kugel bis nach oben befördert werden. Doch wer die Kugel in eines der vielen Löcher fallen lässt, muss von Vorne beginnen! Oder an einen Zuschauer übergeben und ihn/sie in tiefer Konzentration beobachten…

Kugelpyramide

Die Kugelpyramide ist eine knifflige Angelegenheit, da auf den ersten Blick keine gleichseitigen Dreiecke ins Auge fallen, die für das Tetraeder erforderlich sind. Diese vereinfachte Variante der 4er-Pyramide ist speziell für Kinder gut geeignet.

Leonardobrücke

Die Leonardobrücke ist nach dem italienischen Künstler und Erfinder Leonardo da Vinci benannt. Sie ist aus Holzteilen zusammengesetzt und trägt sich selbst. Die Grundidee: Immer nur einzelne Bausteine nacheinander an den Enden anfügen. Es gibt viele verschiedene Formen der Leonardo-Brücke, allen gemeinsam ist, dass die Holzstäbe so geschickt ineinander verkeilt sind, dass die Brücke erstaunlicherweise ohne Schrauben oder Seile hält. Die kleinste Brücke kann so bereits aus 8 Hölzern gebaut werden.

Mini-Sudoku

Diese besonders einfache Sudoku-Variante des allseits bekannten Rätselklassikers eignet sich besonders für Kinder, die Zahlen vielleicht noch nicht kennen. Statt mit Zahlen wird das Rätsel mit Symbolen gelöst. Die Regeln bleiben dabei die selben wie beim Original: Das gesamte Sudoku-Spielfeld muss so mit Symbolen ausgefüllt werden, dass jedes Symbol in jeder Zeile, jeder Spalte und in jedem hervorgehobenen Teil-quadrat  genau einmal vorkommt.

Murmeltische

Alle Murmeln nach und nach in die dafür vorgesehenen Vertiefungen zu versenken, ist gar nicht so einfach. Achtsamkeit, Geschicklichkeit und Koordination sind gefragt, vor allem, wenn das Spiel mit den bunten Kugeln von mehreren Personen gespielt wird. Ebenso die größere Variante, bei der die Kugel durch ein Labyrinth gesteuert werden muss.

Penrose-Puzzle

Gelbe und rote Steine sollen so passend aneinander gesetzt werden, dass ein großes Muster ähnlich einer Blume entsteht. Die Blüte ist Teil eines unendlichen Musters – ein sogenanntes Parkett. Das Besondere an diesem Muster ist seine Mischung aus faszinierender Symmetrie im Kleinen und dem Fehlen jeglicher globaler Symmetrie

Pentomino-Kalender

Ein Pentomino-Teil besteht immer aus genau 5 kleinen Quadraten, die jeweils anders aneinander gesetzt werden. Dabei gibt es genau 12 verschiedene Pentominos, von denen hier sieben verwendet werden. Für jeden Tag des Monats kann man sechs dieser sieben Pentomino-Steine so in den Rahmen legen, dass nur der gewählte Tag sichtbar bleibt. Wieso versuchen Sie es nicht mit dem heutigen Tag?

Pi

Drei Komma Eins, Vier, Eins, Fünf, Neun, Zwei, Sechs, Fünf…. Es dauert seine Zeit, die Kreiszahl Pi vorzulesen. Doch genau darin hält das Mathematikum Gießen den Rekord. 30 Stunden brauchten die über 300 freiwilligen Vorleser, um ganze 108.000 Nachkomma-Stellen von Pi fehlerfrei vorzulesen. Doch Pi bietet reichlich Platz für Rekorde. So hält der in Paris lebende Softwareentwickler Fabrice Bellard mit rund 2,7 Billionen Stellen den Rekord für die Berechnung von Pi. Dafür brauchte er mit seinem handelsüblichen Core-i7-PC ganze 131 Tage. Und auch das Lernen von Pi ist bereits zum Sport geworden. Der Chinese Chao Lu gilt als offizieller Weltrekordhalter. 2005 sagte er in 24 Stunden und 4 Minuten insgesamt 67890 Nachkomma-Stellen auf.

Pyramidenwürfel

Die Aufgabe besteht darin, aus drei pyramidenförmigen Teilen einen Würfel zusammenzusetzen.

Quadrat und Kreuz

Fünf unterschiedlich geformte Teile lassen sich in einem Quadrat zusammenlegen. Doch nicht nur das! Legt man dieselben Teile in anderer Kombination, kann man ebenso ein Kreuz auslegen, ohne Lücken zu lassen oder  Teile überstehen zu lassen.

Quadrat und Quadrate

Ziel ist es, mit nur fünf Teilen zuerst ein einzelnes großes  und anschließend  mit den selben Teilen ein mittelgroßes und ein kleines Quadrat zu legen.

Quadrate

Elf Quadrate unterschiedlichster Größe sollen passend auf einen großen Rahmen gelegt werden. Jedoch darf kein Quadrat überstehen und es darf auch keine Lücke übrig bleiben. Wie groß ist der Rahmen?

Quadreieck

Puzzeln für Fortgeschrittene! Aus lediglich nur vier Teilen lassen sich sowohl ein Quadrat als auch ein gleichseitiges Dreieck legen.

Rangier Problem

Die Lok kann durch den Tunnel fahren, die Waggons nicht. Die Aufgabe besteht darin, umzurangieren und die Reihenfolge der Waggons zu tauschen. Ähnlich wie das Flussüberquerungsrätsel ist auch dieses Rätsel eine Frage der Optimierung.

Reaktionstest

Zwei Stäbe fallen nach einer zufälligen Zeit gleichzeitig. In dem Augenblick sollen sie gegriffen werden. Je länger die Reaktionszeit ist, desto weiter sind sie gefallen. Es lässt sich erkennen, ob die Reaktionszeit von linker und rechter Hand gleich sind und es lassen sich Reaktionszeiten verschiedener Personen vergleichen. Die ersten 10 cm Fallstrecke legen die Stäbe in 0,14 Sekunden zurück, für 20 cm brauchen sie 0,2 Sekunden und für 30 cm etwa eine Viertelsekunde.

Schiebespiel

Bei diesem Schiebespiel muss ein Käfer durch ein rundes Labyrinth von einem Startpunkt bis zum Ziel geschoben werden. Doch wie bei einem Labyrinth üblich, gibt es viele Irrwege und Sackgassen, die es zu überwinden gilt. Wer führt den Käfer rasch zum Ziel? Das Exponat ist besonders für kleine Entdecker geeignet.

Smarties

Ein Bild mit vielen, vielen bunten Smarties - genau so, wie wir sie kennen und lieben. Doch wie viele Smarties sind es genau? Es ist unmöglich, die große Menge an Smarties zu zählen. Man kann nur schätzen: Hundert? Tausend? Zehntausend? Hilfe bieten nur die Metallrahmen, die unter dem Bild hängen. Diese umschließen jeweils eine Fläche, die 1/100 der Fläche des Bildes ausmacht. Damit kann man die Anzahl der Smarties leicht bestimmen: Man hält einen Rahmen auf das Bild und zählt nur die Smarties innerhalb des Rahmens. An diese Zahl hängt man zwei Nullen an und erhält die Anzahl aller Smarties auf dem Bild – jedenfalls ungefähr!

Somawürfel

Viele kleine bilden einen großen Würfel! Die sieben Einzelteile des Somawürfels bestehen aus insgesamt 27 kleineren Würfeln und haben alle eine unterschiedliche Form. Die einzelnen Elemente sind sämtliche mögliche irreguläre Körper, die aus drei oder vier Würfeln zusammengesetzt werden können. Irregulär heißt hierbei, es existiert mindestens eine einspringende Kante. Folglich gibt es einen Dreier und sechs Vierer. Bei den Vierern gibt es flache und "3D"-Formen. Die flachen Elemente sind L-, S- und T-förmig. Es gibt 240 verschiedene Arten, die einzelnen Elemente zu einem großen Würfel zusammenzustellen. Erfunden wurde der Somawürfel von Piet Hein.

T9

Welche schon fast kryptischen Botschaften entschlüsselt werden müssen, wenn T9 unbemerkt ausgeschaltet wird, zeigt dieses Exponat. T9 steht für „Text auf 9 Tasten“. Es ist eine Software, die es  Handybenutzern ermöglicht, Kurznachrichten schnell und einfach zu tippen. Es kombiniert die verschiedenen Buchstabengruppen auf der Handytastatur mit einem Wörterbuch mit automatischer Texterkennung. Es wählt auf Grund der Tastenkombination zunächst jenes Wort aus, das am wahrscheinlichsten gemeint ist. Vereinfacht wird das System dadurch, dass die Anzahl der möglichen Wörter mit jedem Tastendruck geringer wird.

Tangram

Ein Puzzle-Klassiker: sieben einfache Teile (Dreiecke, Quadrat, Parallelogramm) sollen zu vorgegebenen Figuren zusammengesetzt werden, was erheblich schwieriger ist, als es auf den ersten Blick scheint. Einer Legende nach entstand das Puzzel folgendermaßen: Ein Mönch beauftragte einst seinen Schüler zu reisen, um die Essenz der vielfältigen Schönheit der Welt auf nur eine Keramiktafel zu malen. Unglücklicherweise zerbrach die Tafel in sieben Teile, und der Schüler konnte sie nicht mehr zu einem Viereck zusammenlegen. Er versuchte es tagelang. Unendlich viele Muster und Bilder entstanden. Am Ende verstand der Schüler: Er muss nicht in die Welt hinaus reisen. Er kann die Schönheit und Vielfalt der Welt ganz einfach in den sieben Teilen der zerbrochenen Tafel wiederfinden.

Taster im Kreis

Ziel ist es, alle sieben Lampen zum Leuchten zu bringen! Die Schwierigkeit besteht darin, dass sich nicht nur eine Lampe verändert, wenn man einen Schalter drückt.

T-Tisch

Vier T‘s. Alle gleich lang, gleich breit, gleich dick. Sie haben die selbe Farbe, die selbe Größe und auch sonst unterscheiden sie sich durch kein noch so winziges Detail. Alle zusammen passen sie in einen runden Rahmen. Die Hürde, die es zu überwinden gilt, ist alle T‘s in den Rahmen zu bekommen ohne das sie sich überlappen. Es gibt nur eine Möglichkeit wirklich alle T‘s in dem Rahmen unterzubringen. Auch wenn es auf den ersten Blick nicht so scheint:  Es passt!

Turm von Hanoi

Der Turm von Hanoi wurde 1883 vom französischen Mathematiker Edouard Lucas erfunden. Das bekannte Knobelspiel ist schon sehr alt, aber immer wieder aktuell. 31 Schritte sind nötig, um 5 Scheiben umzustapeln. Eine Grundaufgabe für angehende Informatiker ist, ein möglichst kurzes, so genanntes rekursives Programm zu schreiben, das dieses Problem löst. Wird eine Scheibe mehr verwendet, so steigt die Zahl der benötigten Züge schon auf 63.

Turm von Ionah

Zunächst sind fünf Scheiben in einem Loch gestapelt, die größte sichtbar oben und die kleinste Scheibe ganz unten. Nun sollen alle Scheiben genauso in ein anderes Loch gestapelt werden, ABER: -nur eine Scheibe zur Zeit bewegen und -nie eine kleinere auf eine größere Scheibe legen. Eine Prise Geduld hinzu – und auf geht‘s! Geübte oder sehr clevere Spieler benötigen für die Umschichtung nur 21 Schritte.

Vier gewinnt

Eine feine Variation des bekannten Spiels:  aus sechzehn unterschiedlichen Steinen soll eine 4er-Reihe gebildet werden, die in einer Qualität übereinstimmt (Größe, Form, Farbe, Füllung).

Wabenpuzzle

Sieben wabenförmigen Teile sind  mit 6 unterschiedlichen Farben bedruckt. Diese müssen so zu einer Fläche angeordnet werden, dass jeweils nur gleichfarbige Seiten aneinander liegen.  Nun könnte man natürlich eine lange Schlange aneinander gesetzter Waben legen. Doch die wirkliche Herausforderung besteht darin eine blumenförmige Fläche zu legen. Bei dieser Fläche wird ein Teil des Wabenpuzzles von den anderen vollständig umschlossen. Trotzdem dürfen nur gleiche Farben aneinander liegen.  Klar, das auch bei diesem Exponat logisches Denken gefragt, gefordert und gefördert wird!

Was alles in einen Würfel passt

Ein Tetraeder soll in einen oben offenen Glaswürfel passen. Beim ersten Versuch scheint dies nicht möglich zu sein. Aber: Eine Kante des Tetraeders ist genau so lang wie die Diagonale des Würfels. Mit diesem Hinweis kann die Pyramide locker im Würfel versinken. Auch andere Formen liegen bereit zum Probieren.

Wie viele Bären

Finde die Bären!

Würfelschlange

Für diesen Versuch braucht man etwa 50 Würfel. Man würfelt mit allen Würfeln und legt diese dann in beliebiger Reihenfolge in einer lange Schlange hintereinander. Nun liest man die Augenzahl des ersten Würfels und zählt um genau so viele Würfel weiter, bis man beim letzten Würfel angelangt ist, dessen Augenzahl man nicht mehr abzählen kann, da nicht mehr genug Würfel vorhanden sind. Nun kann man den Würfel, bei dem man angefangen hat zu zählen, neu würfeln, und das gleiche Spiel beginnt von vorn. Es ist erstaunlich, dass man fast immer beim letzten Würfel landet, egal wie oft man es versucht. Man muss sich vorstellen, dass jeder Würfel, auf dem man beim ersten Mal Zählen gelandet ist, markiert ist. Die Wahrscheinlichkeit, dass man beim letzten Würfel landet, ist gleich der Wahrscheinlichkeit, im Verlauf des Zählens auf einen markierten Würfel zu treffen. Anhand von diesem Exponat kann man die Wahrscheinlichkeit anschaulich und begreifbar darstellen.

Zahnradwand

Hier dreht jeder gern mal am Rad! Die Zahnräder „kleben“ an einer Magnetwand und können, bis auf 1-2 fixierte Räder, frei hin- und hergeschoben und so miteinander verbunden werden. Dreht man ein Rad, drehen sich alle… Oder etwa nicht? Macht es einen Unterschied, wie herum man das erste Rad dreht oder wie man sie an der Wand anbringt?

Zitterpartie

Eine ruhige Hand ist hier gefragt. Das bekannte Spielprinzip wird aufgegriffen, um die koordinierte Bewegung zwischen Hand und Auge zu verdeutlichen. Eine Metallschlaufe wird an einem gewundenen Metallrohre entlanggeführt. Bei Berührung leuchtet eine Signallampe auf.

Zwerge

Auf drei Kunststoffstreifen sind fünfzehn Zwerge aufgezeichnet. Vertauscht der Besucher die oberen beiden Streifen, so sind nur noch vierzehn Zwerge zu sehen.