Успешният проект на научния панаир вдъхновява творчеството, провокира учениците да поставят под съмнение своите предположения и като цяло включва нещо, което се противопоставя на гравитацията. Можете да конструирате хартиен кораб на въздушна възглавница от няколко прости материала и той служи за демонстриране на няколко важни закони на физиката. Проектът предлага изобилие от възможности за учениците да правят измервания, да записват данни и да проектират нови модификации, за да подобрят производителността на въздушната възглавница.
Материали, строителство и полеви изпитания
Съберете няколко материали, включително хартиена чиния за еднократна употреба, балон, ножица и бутилка лепило. Еднократна плоча за пай е идеална за експеримента поради повдигнатия ръб и издръжливостта на материала. На дъното на чинията залепете малък квадрат от картон. Изрежете това парче от отделна хартиена чиния и го поставете в центъра на кораба на въздушна възглавница. С помощта на ножицата си създайте малка дупка през центъра на чинията и картонения квадрат. Издърпайте отвора на балона през долната повърхност на отвора на плочата. Ако дупката не е достатъчно голяма, опитайте да я увеличите, колкото да се побере балона. Не издърпвайте по-голямата част от балона през дупката. Може да се наложи да коригирате позиционирането на балона, докато продължавате да го взривявате. Надуйте балона и затворете отвора, за да предотвратите изтичането на въздух. С помощта на плоска, голяма маса поставете чинията с главата надолу, така че отворът на балона да е насочен към земята. Когато освободите балона, въздухът веднага ще изтече навън и надолу, принуждавайки плочата да се наведе над повърхността на масата.
Науката за въздушните възглавници
Третият закон за движение на Нютон гласи, че за всяко действие има еднаква и противоположна реакция. В случая на кораба на въздушна възглавница с хартия първоначалното действие е потокът от въздух, който балонът прожектира надолу към масата. Когато балонът изцежда въздуха, налягането под плочата се увеличава. Обратната реакция в този случай е полетът на кораба на въздушна възглавница извън повърхността на масата. Тази реакция е възможна само защото корабът на въздушна възглавница има много по-малка инерция от масата и т.н. кораб на въздушна възглавница реагира на движението на въздуха извън балона, като се движи нагоре срещу силата на земно притегляне.
Експериментиране
След като имате работещ кораб на въздушна възглавница, опитайте да експериментирате с модела, като коригирате някои важни променливи. Например размерът на дупката ще повлияе на скоростта на въздушния поток от балона. Опитайте да увеличите дупката във втори ховъркрафт и сравнете колко добре летят двата модела. Друга интересна модификация включва пробождане на малки дупки в ръба на хартиената плоча. Вместо въздухът да излиза изпод плочата във всички посоки еднакво, това ще концентрира въздушен поток в една посока. Отново позовавайки се на третия закон на Нютон, действието на въздух, излизащ от страничния отвор на плочата, ще подтикне плавателния съд да се движи в обратна посока, вместо просто да витае на място.
Измервания и събиране на данни
Можете количествено да измерите силата на повдигане на вашия кораб на въздушна възглавница, като поставите малки тежести върху горната повърхност на плочата. Започнете този експеримент, като съберете някои еднакви тежести; монети биха работили добре за това. Започнете да добавяте тежести, балансирайки разпределението на масата по повърхността, докато корабът вече не се издига от масата. Запишете теглото като първо измерване и го сравнете с мощността на повдигане на другите модели на въздушна възглавница. Ако сте се опитали да поставите дупки отстрани, за да създадете задвижващ въздушен поток, опитайте да измерите разстоянието, което вашият въздушен кораб може да измине през стаята, и сравнете резултатите си с останалите ученици.
Други проекти
Няма нищо по-удовлетворяващо от това, че учениците измислят своя собствена, уникална идея, която работи. Дайте на учениците някои основни материали, като строителна хартия, лента, пръчици, каквото и да смятате за полезно при модификацията на плавателни съдове от хартия. Например, като се вдъхновяват от природата, учениците могат да се опитат да прикрепят хартиена перка или крила, за да дадат на занаята известна стабилност по време на полет.