Spinning Tops til videnskabsprojekter

Enkle, men alligevel udfordrende snurretoppe har en historie, der går tilbage til 4.000 år, til det gamle Egypten. Lærere, studerende og forskere undrer sig over dette lille legetøjs demonstration af komplekse teorier og abstrakte begreber inden for teknik, fysik, jordvidenskab og endda biologi. Momentum, inerti, masse, gyroskopisk recession, friktion og energi bliver tydelige ved at eksperimentere med en snurrende top.

Et omfattende videnskabeligt projekt inkluderer et forskningsspørgsmål, hypotese, procedure, resultater og konklusion. For at komme i gang skal du stille et par spørgsmål, såsom "Hvordan fungerer dette?" og "Hvad vil der ske, hvis jeg ændrer en ting og holde de andre betingelser ens? "Du forudsiger derefter virkningerne af ændringerne, ser på forholdene og tænker som en videnskabsmand. Efter at have eksperimenteret med at se forskellige resultater observerer og registrerer du dine resultater.

Et let videnskabsprojekt om additive primære farver vedhæfter et cirkeldiagram - med mindst tre lige store trekanter i grøn, rød og blå - til topens overflade. (Dette er forskelligt fra de primære farver for pigmenter, som er røde, gule og blå.) Når toppen drejer med sin hurtigste hastighed, ser du et blændende hvidt i stedet for separate farver. Til et videnskabsprojekt kan du bruge regnbuens farver og demonstrere, hvordan farver blandes sammen og reflektion af lys, der kommer fra dem. Også at prøve flere farvemønstre, sorte og hvide hvirvler og forskellige mønstre kan svare på spørgsmålet "Ændrer dette effekten på det menneskelige øje?"

Hvis du manipulerer massen af ​​en roterende top, opnår du forskellige resultater for momentum og levetid for topens spin. Et videnskabsprojekt kunne tilføje mere vægt til bunden af ​​toppen eller i nærheden af ​​omkredsen ved hjælp af materialer som modellering af ler eller skiver. Dit projekt vil besvare spørgsmålet "Hvordan påvirker dette spin, og hvorfor?"

Hvis du lægger den samme vægt på snurretoppen, men flytter den gradvist væk fra omkredsen, vil du bemærke mindre rotation inerti nær centrum, fordi rotationsinerti afhænger ikke kun af spindelens masse, men også af placeringen af masse. Du kan også udforske kinetisk og potentiel energi relateret til friktionen, der får toppen til at sænke og til sidst stoppe.

Som en del af programmet Upward Bound Math and Science i august 2010 brugte gymnasieelever i Georgetown, Delaware, ingeniørteknologiafdelingen ved Delaware Technical & Community College til at opbygge den mest effektive spinding top. Som et tredelt projekt kan du uddybe de anvendte fysikbegreber vægt, tyngdepunkt og rotationsinerti. For at opbygge en spinde skal du eksperimentere med flere materialer - såsom aluminium, pap, ler, skum, træ eller endda en cd - og sammenligne effekten på topens spin. De opadgående studerende brugte et computerstøttet design eller CAD-program til at lave en 3D-model af deres top.