Innehåll
Äggdroppsprojekt hjälper eleverna att utforska grundläggande begrepp som tyngdkraft, kraft och acceleration. I ett äggdroppsprojekt kan de specifika detaljerna och reglerna variera. Den allmänna idén är att låta elever utforma en behållare som gör att ett ägg säkert kan falla från olika höjder utan att gå sönder. Ofta är ett av målen att försöka använda minsta mängd material som möjligt. Äggdroppsprojekt kombinerar problemlösningsfärdigheter med grundläggande principer för teknik och fysik.
Motion Laws
Vetenskapen bakom att lösa det fallande ägget "problemet" finns i Sir Isaac Newtons rörelseregler. Den första lagen säger att ett objekt i vila kommer att stanna i vila, och ett objekt i rörelse kommer att stanna i rörelse, såvida det inte ageras av en extern obalanserad kraft. Denna lag innebär att om krafterna som verkar på ett fallande ägg är lika kommer den att förbli i sitt aktuella rörelsestillstånd. Om en kraft som är större än de som verkar på ägget appliceras kommer den att accelerera. "Acceleration" betyder varje förändring i hastighet - bromsa ner, påskynda eller ändra riktning. Om du håller ett ägg, är krafterna du applicerar lika och balanserade och avbryter tyngdkraften. Därför förblir det rörligt i din hand. Om du släpper ägget blir gravitationen en obalanserad kraft och får ägget att falla till marken.
Kraft, massa och acceleration
Newtons andra lag behandlar förhållandet mellan en objektmassa, dess acceleration och mängden kraft den utövar. Ju tyngre ett objekt är, och ju snabbare det reser, desto mer kraft utövar det. Graviteten gör att fallande föremål accelererar med en hastighet av 32,2 fot per sekund i kvadrat. Genom att minska mängden massa i äggbehållaren minskar du mängden kraft som den utövar när den faller.
Lika och motsatt
Newtons tredje lag säger att för varje handling finns det en lika och motsatt reaktion. Det betyder att när du utövar en kraft på ett objekt utövar objektet en kraft tillbaka mot dig. Om du till exempel stod på en båt och skjuter ut från bryggan, även om du tryckte på bryggan, skjuts dockan tillbaka. Det är detta som får båten att röra sig bort från bryggan. Detta koncept är användbart för att förstå varför ett ägg går sönder när det slår i marken; marken returnerar kraften från ägget när det möter marken. Att använda stötdämpande material kan bidra till att minska mängden kraft utbytt mellan marken och ägget.
Bevarande av energi
Lagen om energibesparing hjälper till att förstå hur man kan mildra effekten av ett ägg som faller till marken. Energi kan varken skapas eller förstöras, bara överföras. När ett föremål faller till marken överförs en del av dess energi till marken, medan det behåller lite energi. Det är därför en boll kan studsa lägre och lägre varje gång. Så småningom sprids den kinetiska energin och bollen slutar studsa. Genom att förstå att kinetisk energi från ett fall kan minskas med tiden kan eleverna försöka minimera påverkan från ett fallande ägg genom att använda material som möjliggör en studs.