Ideen für die Tennis-Wissenschaftsmesse

Jedes Mal, wenn ein Ball springt, ist die Wissenschaft am Werk. Jedes Mal, wenn das Herz eines Sportlers schlägt, ist die Wissenschaft am Werk. Die Welt des Sports bietet viele Möglichkeiten für Science-Fair-Projekte, die die eigenen Interessen der Studierenden einbringen können. Jedes Projekt sollte mit einer Frage beginnen. Dann entwickelt der Schüler ein Experiment oder eine Reihe von Beobachtungen, um diese grundlegende Frage zu beantworten. Das „Wie“ und „Warum“ des Tennis führt wissenschaftlich interessierte Sportbegeisterte in die Physik.

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Warum springen manche Tennisbälle höher oder öfter als andere? In diesem Projekt wird der Sprungfaktor eines Balls anhand der Ballmarke, des Ballalters und der Sprungfläche untersucht. Paul Doherty vom Exploratorium erklärt, dass der Abprallfaktor eines Balls das Ergebnis eines Spiels oder eines Matches beeinflussen kann. Für dieses Projekt benötigen die Schüler einen Helfer, um die Bälle aus einer vorgegebenen Höhe fallen zu lassen – der gleichen Höhe jedes Mal - und eine Möglichkeit, die Höhe jedes Abpralls zu messen, wie z. B. ein Pfosten oder eine Wand, die mit gemessen. markiert sind Schritte. Es ist sehr wichtig, im Auge zu behalten, welche Kugeln und Oberflächen zu welchen Ergebnissen führen, also machen Sie sich sorgfältig Notizen. Wenn Sie die Ergebnisse grafisch darstellen, wird Ihre Messliste in eine visuell aussagekräftige Form übertragen, die Lehrer oder Zuschauer sehen können.

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Beeinflusst die Temperatur die Sprungkraft? Versuchen Sie eine andere Art von Sprungtest mit einem zusätzlichen thermodynamischen Element und untersuchen Sie, ob das Erhitzen oder Kühlen des Balls die Art und Weise verändert, wie der Luftdruck auf ihn einwirkt. Verwenden Sie mindestens sechs Kugeln – drei erhitzte und drei gekühlte. Achten Sie darauf, die Kugeln auf sichere Weise zu erhitzen, z. B. mit einem Heizkissen oder in der heißen Sonne, und messen Sie ihre Temperaturen gewissenhaft. Cislunar Aerospace schlägt weitere Details und Variationen für dieses Projekt vor.

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Sportler wissen, dass jeder Schläger – wie jeder Baseballschläger oder Tischtennisschläger – einen „Sweet Spot“ hat. Diese Spot erzeugt den wahrsten Aufprall und überträgt die maximale Energie mit dem geringsten Extra in den Ball Schwingungen. Wo ist der Sweet Spot auf Ihrem Schläger? Hängen Sie einen Schläger an eine Schnur und halten Sie ihn ganz leicht zwischen Daumen und Zeigefinger. Lassen Sie einen Freund mit einem Ball auf die gesamte Oberfläche und den Rand des Schlägers klopfen, damit Sie feststellen können, wie verschiedene Stellen auf dem Schläger unterschiedlich Vibrationen erzeugen. Fortgeschrittene Schüler möchten vielleicht einen Mechanismus zur Messung von Schwingungen entwickeln, anstatt sich auf subjektive Eindrücke zu verlassen.

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Wie wir die Geschwindigkeit und Dauer eines Balls messen, kann genauso interessant sein, wie wir ihn produzieren. Cislunar Aerospace schlägt vor, einen Tennisaufschlag auf Video aufzunehmen, aber Sie können mit einer digitalen Videokamera noch genauere Ergebnisse erzielen. Wenn Sie den gesamten Aufschlag aufzeichnen, bis der Ball das Spielfeld oder den Schläger des Gegners trifft, können Sie den Flug des Balls bestimmen. Sehen Sie sich die Aufnahme mehrmals mit einer Stoppuhr an. Fahren Sie dann die Aufnahme Bild für Bild von einem Aufprall zum anderen fort und zählen Sie, wie viele Bilder dafür benötigt werden. Analysieren Sie Ihre Stoppuhr-Beobachtungen im Vergleich zu Ihrer Einzelbild-Messung. Um dieses Experiment weiterzuführen, messen Sie die Distanz des aufgezeichneten Aufschlags. Anhand Ihrer Zeit- und Distanzmessungen können Sie die Geschwindigkeit des Balls berechnen. Die Society of Women Engineers schlägt vor, die Geschwindigkeit des Balls an verschiedenen Punkten seiner Flugbahn aufzuzeichnen.