Vědecké veletrhy dávají studentům příležitost ponořit se do vědeckých konceptů, které je vzrušují, a být kreativní při plánování svých projektů. Úspěšné projekty často začínají hypotézou o vědě, která stojí za něčím, co vidíte ve svém každodenním životě, a pomocí inovativních experimentů vyvodit závěry.
Projekt základní školy: Frozen Candy
Někteří lidé zmrazí své čokoládové tyčinky, než je sní, ale většina lidí by nechtěla nejdříve zmrazit své gumovité červy. Studie o tom, jak se různé materiály cítí a chovají, se nazývá věda o materiálech. Vědci v oblasti materiálů mají mnoho pracovních míst, například zajišťují, aby budovy byly schopné vydržet a odolat určitým povětrnostním podmínkám.
Tento projekt využívá k testování flexibility cukrovinek jednoduché techniky vědy o materiálech. Když můžete materiál ohýbat a drží tvar, je „tvárný“. Flexibilní bonbón se sám ohne, zatímco křehký bonbón nezůstane ohnutý. Získejte šest každý ze tří druhů cukrovinek. Rozbalte tři z každé cukrovinky a vložte je na jednu hodinu do mrazničky.
Rozbalte zbývající bonbóny. Vezměte jednu do obou rukou a ohýbejte ji co nejpomaleji, přičemž pozorně sledujte, co se stane. Ohýbejte jej, dokud se nerozbije, nebo pokud se nezlomí, přeložte jej úplně na polovinu.
Ohodnoťte každý bonbón na stupnici od 1 do 5. 1 je velmi pružný, měkký bonbón, který se sám ohýbá nebo při ohnutí nedrží svůj vlastní tvar. 5 je velmi křehký bonbón, který nezůstává ohnutý, a pokud jej ohnete příliš daleko, rychle se zacvakne na polovinu.
Opakujte to pro každý ze tří kousků všech tří bonbónů o pokojové teplotě. Totéž proveďte pro zmrazené bonbóny, ale nevyjímejte je všechny z mrazničky najednou. Vyjměte jednu, ohněte ji a ohodnoťte a poté odstraňte další cukroví.
Vypočítejte průměr nebo „střední hodnotu“ pro každou sadu tří bonbónů v mrazáku a každou sadu tří bonbónů při pokojové teplotě (viz Zdroje pro pomoc při výpočtu průměrných hodnot). Porovnejte bonbóny pokojové teploty se zmrazenými a různé bonbóny navzájem. Všimněte si, zda byly některé bonbóny pružnější a křehčí a zda byly některé bonbóny ovlivněny tím, že byly zmrazené. Zvažte, co způsobilo rozdíly v bonbónech.
Projekt střední školy: Vydrží baterie déle, když jsou skladovány v chladničce?
Mnoho lidí skladuje jednorázové baterie v ledničce, aby byly chladné a suché. Jiní tvrdí, že teploty v domácnosti jsou pro baterie dostatečně nízké a že přítomnost potravin a kondenzace v ledničce baterie poškodí vlhkostí. Tento experiment testuje, zda existuje něco na víře, že baterie v chladničce vydrží déle.
Získejte devět nových nepoužitých jednorázových alkalických baterií AA stejné značky. Uchovávejte tři z nich ve vzduchotěsné nádobě v chladničce, aby byly chráněny před možnou vlhkostí, a další tři v malé otevřené nádobě na stejné polici chladničky jako ostatní baterie. Zbývající tři uložte do skříňky. Nechte je tam jeden až tři měsíce.
Na konci doby skladování baterie vyjměte a dávejte pozor, aby nedošlo k záměně různých skupin. Počkejte přibližně jednu hodinu, než se chlazené baterie ohřejí na pokojovou teplotu. Budete potřebovat tester napětí baterie s digitálním displejem, který si můžete zakoupit za méně než 10 dolarů. Pomocí testeru změřte a zaznamenejte výsledek počtu napětí pro každou baterii.
Vypočítejte průměrné napětí pro každou skupinu baterií, které byly uloženy společně (viz Zdroje pro pomoc). Porovnejte průměrné napětí každé skupiny baterií. Čím vyšší napětí, tím delší životnost baterie. Naznačovaly výsledky, zda skladování v chladničce prodloužilo životnost baterií? Byl mezi oběma skupinami uloženými v chladničce rozdíl?
Projekt střední školy: Předpovídají indexy tělesné hmotnosti dětí jejich fyzickou zdatnost?
Zprávy často přináší rostoucí počet dětí s nadváhou. Zdravotnické úřady jsou znepokojeny rizikem vážných onemocnění u dětí s nadváhou. Mnoho organizací zahájilo iniciativy na zvýšení úrovně kondice dětí, které mají index tělesné hmotnosti (BMI) nad 85. percentilem jejich věku. Bohužel neexistuje shoda o tom, které strategie, pokud existují, byly účinné, nebo zda děti s vysokými BMI jsou fyzicky méně zdatné než jejich vrstevníci. Tento projekt zkoumá souvislost mezi BMI dětí a jejich kardiovaskulární zdatností.
Vypracujte hypotézu předpovídající, zda děti s BMI nad 85. percentilem budou mít nižší kondici než děti s BMI pod 85. percentilem. Vyberte skupinu 15 až 20 chlapců a 15 až 20 dívek. Všechny děti by měly být ve věku dvou let. Získejte formuláře souhlasu podepsané dětmi a jejich rodiči nebo zákonnými zástupci; váš učitel by měl být schopen vám pomoci vytvořit vhodný formulář.
Změřte výšku a hmotnost každého dítěte. Tyto údaje můžete zadat do online kalkulačky BMI pro děti v části Zdroje tohoto článku a určit BMI každého dítěte. Změřte jejich kondici pomocí Harvardského testu. Při testování jednoho dítěte najednou požádejte každé dítě, aby stálo na dně schodiště a vyšlo na něj první krok oběma nohama a pak oběma nohama zpět na zem, „nahoru-nahoru-dolů-dolů“ rytmus. Nechte to dítě dělat 30krát za minutu po dobu čtyř minut nebo kratší dobu, pokud bude příliš vyčerpané, než aby mohlo pokračovat. Použijte stopky a nahlas počítejte jejich kroky.
Po zkoušce nechte dítě okamžitě sednout. Změřte jejich srdeční frekvenci tak, že ucítíte puls na zápěstí a počítáte srdeční rytmy po dobu 30 sekund, poté toto číslo vynásobte dvěma. Počkejte dvě minuty a znovu změřte jejich srdeční frekvenci. U každého dítěte odečtěte jeho srdeční frekvenci dvě minuty po skončení Harvardova kroku od jeho srdeční frekvence bezprostředně po testu. Rozdíl v srdečních frekvencích naznačuje, jak rychle se jejich srdce mohou po námaze vrátit na klidovou frekvenci. Čím větší číslo, tím vyšší úroveň kondice dítěte.
Vytvářejte spojnicové grafy porovnávající BMI dětí a čísla obnovené srdeční frekvence. Zvažte svoji počáteční hypotézu a to, zda ji výsledky podpořily. Jaké závěry můžete vyvodit při používání BMI k měření kondice a zdraví u dětí?