Et vellykket videnskabsmæssigt projekt inspirerer kreativitet, provokerer studerende til at sætte spørgsmålstegn ved deres antagelser og involverer generelt noget, der trodser tyngdekraften. Du kan konstruere en svævefartøj af papir fra et par enkle materialer, og det tjener til at demonstrere flere vigtige fysiske love. Projektet giver masser af muligheder for studerende til at tage målinger, registrere data og konstruere nye ændringer for at forbedre svæverfartøjets ydeevne.
Materialer, konstruktion og feltprøvning
Saml et par materialer, herunder en engangspapirplade, en ballon, et saks og en flaske lim. En tærte til engangsbrug er ideel til eksperimentet på grund af den hævede kant og materialets holdbarhed. Lim en lille firkant karton i bunden af pladen. Skær dette stykke fra en separat papirplade og placer det i midten af svæveflyet. Brug et saks til at oprette et lille hul gennem midten af pladen og papfirkanten. Træk ballonåbningen gennem bundfladen af pladens hul. Hvis hullet ikke er stort nok, skal du prøve at forstørre det lige nok til at passe til ballonen. Træk ikke størstedelen af ballonen gennem hullet. Det kan være nødvendigt at justere placeringen af ballonen, når du fortsætter med at sprænge den. Pust ballonen op, og luk åbningen for at forhindre luft i at undslippe. Brug et fladt, stort bord til at placere pladen på hovedet, så åbningen af ballonen er rettet mod jorden. Når du slipper ballonen, flyder luften straks ud og nedad og tvinger pladen til at svæve over bordets overflade.
Videnskaben om svæverhåndværk
Newtons tredje bevægelseslov siger, at for hver handling er der en lige og modsat reaktion. I tilfælde af papirpladeflyvning er den første handling luftstrømmen, som ballonen projicerer nedad mod bordet. Når ballonen presser luften ud, øges trykket under pladen. Den modsatte reaktion i dette tilfælde er svævefartøjets flugt fra bordets overflade. Denne reaktion er kun mulig, fordi svæveflyet har meget mindre inerti end bordet, og så også svævefly reagerer på luftens bevægelse ud af ballonen ved at svæve opad mod kraften af tyngdekraft.
Eksperimentering
Når du har et svævefly, der fungerer, kan du prøve at eksperimentere med modellen ved at justere nogle vigtige variabler. For eksempel vil hullets størrelse påvirke luftstrømningshastigheden ud af ballonen. Prøv at forstørre hullet i et andet svævefly, og sammenlign hvor godt de to modeller flyver. En anden interessant ændring involverer at stikke små huller i kanten af papirpladen. I stedet for at luften undslipper lige under pladen i alle retninger, vil dette koncentrere en luftstrøm i en retning. Igen med henvisning til Newtons tredje lov, vil luften, der undgår pladens sidehul, få fartøjet til at bevæge sig i den modsatte retning, snarere end at det blot svæver på plads.
Målinger og dataindsamling
Du kan kvantitativt måle løftekraften på dit svævefly ved at placere små vægte på den øverste overflade af pladen. Start dette eksperiment ved at samle nogle ensartede vægte; mønter ville fungere godt til dette. Begynd at tilføje vægte og afbalancere fordelingen af masse over overfladen, indtil håndværket ikke længere stiger op fra bordet. Noter vægten som din første måling, og sammenlign den med løftekraften på de andre svæveflymodeller. Hvis du har prøvet at placere huller i siden for at skabe en fremdrivningsluftstrøm, kan du prøve at måle den afstand, dit svævefly kan rejse gennem rummet og sammenligne dine resultater med de andre studerende.
Andre projekter
Der er intet mere tilfredsstillende end studerende, der kommer med deres egen, unikke idé, der fungerer. Giv de studerende nogle grundlæggende materialer, såsom byggepapir, tape, popsicle-pinde, uanset hvad du mener kan være nyttigt til ændring af papirplader. For eksempel, ved at tage inspiration fra naturen, kan de studerende prøve at vedhæfte en papirfinne eller vinger for at give håndværket en vis stabilitet under flyvningen.