The Science Behind the Egg Drop Experiment

The Egg Drop je klasický experiment ve vědě pro studenty středních a středních škol. Studenti dostanou vejce, které spadne z vysokého bodu (například ze střechy školy) na tvrdý povrch (například na parkoviště). Musí pro vajíčko navrhnout nosič, do kterého se vejde během pádu. Typickými nosiči jsou krabice od mléka nebo krabice od bot. Studenti mohou nosič upravit přidáním křídel, padáků, pěnových interiérů nebo dokonce polštářů marshmallow. Studenti vytvoří hypotézy o tom, který z nosičů vajec bude účinně chránit vejce, a poté tyto hypotézy otestují. Experiment není jen pro zábavu - i když si ho studenti užívají. Účelem je naučit studenty o vztazích mezi silou a hybností.

Newtonovy zákony pohybu jsou základní principy ilustrované v experimentu s poklesem vajíček. Sir Isaac Newton publikoval své zákony pohybu v roce 1687 a zásadně změnil chápání světa vědci popisem vztahu mezi silou a pohybem. První z těchto zákonů se označuje jako Zákon setrvačnosti. Zjednodušeně řečeno, objekt, který je v pohybu, zůstane v pohybu, pokud na něj nepůsobí vnější síla, a objekt v klidu zůstane v klidu, pokud na něj nepůsobí vnější síla.

instagram story viewer

V Newtonově druhém zákoně pojednává o přímém vztahu mezi vnějšími silami působícími na objekt a změnou hybnosti objektu. Síla se zvyšuje se snižováním času potřebného pro změnu. Pokud se vlak pohybuje rovnoměrným tempem a potřebuje zpomalit, bude síla, kterou cestující zažijí, větší, protože doba pro zpomalení je kratší.

Cílem experimentu s poklesem vajec je zabránit rozbití vajíčka při jeho zpomalení. Z Newtonových zákonů je zřejmé, že za účelem minimalizace síly, kterou zažívá vejce při nárazu, studenti navrhnou nosiče vajec musí prodloužit dobu, po kterou je vejce přivedeno k odpočinku, nebo snížit rychlost vejce v době pád.

Aby se snížila rychlost vajec při nárazu, musí studenti navrhnout nosiče vajec tak, aby měly zvýšený odpor vzduchu. Zvětšený povrch na nosiči, například tvar létajícího disku nebo padák, způsobí, že vejce dopadne na zem při nižší rychlosti. Aby studenti prodloužili dobu, po kterou vajíčko odpočívá, musí svému vejci poskytnout něco, co by absorbovalo část síly nárazu. Houba nebo jiný polštář v jejich nosiči zabrání tomu, aby se vajíčko okamžitě zastavilo, když dopadne na zem; vejce bude pokračovat ve svém pohybu několik nanosekund, čímž sníží sílu. Z tohoto experimentu se studenti také učí formulovat a testovat hypotézy a organizovaně psát svá pozorování.

Teachs.ru
  • Podíl
instagram viewer