Eiertropfenprojekte helfen den Schülern, grundlegende Konzepte wie Schwerkraft, Kraft und Beschleunigung zu erkunden. Bei einem Egg-Drop-Projekt können die spezifischen Details und Regeln variieren. Die allgemeine Idee besteht darin, dass die Schüler einen Behälter entwerfen, der es einem Ei ermöglicht, aus verschiedenen Höhen sicher zu fallen, ohne zu zerbrechen. Häufig besteht eines der Ziele darin, möglichst wenig Material zu verwenden. Egg Drop Projekte kombinieren Problemlösungsfähigkeiten mit grundlegenden Prinzipien der Ingenieurswissenschaften und Physik.
Bewegungsgesetze
Die Wissenschaft hinter der Lösung des "Problems" des fallenden Eies ist in den Bewegungsgesetzen von Sir Isaac Newton zu finden. Das erste Gesetz besagt, dass ein Objekt in Ruhe in Ruhe bleibt und ein Objekt in Bewegung in Bewegung bleibt, es sei denn, es wird von einer äußeren unausgeglichenen Kraft beeinflusst. Dieses Gesetz bedeutet, dass bei gleichen Kräften, die auf ein fallendes Ei wirken, es in seinem aktuellen Bewegungszustand verbleibt. Wenn eine größere Kraft als die auf das Ei einwirkende Kraft ausgeübt wird, wird es beschleunigt. "Beschleunigung" bedeutet jede Geschwindigkeitsänderung - Verlangsamung, Beschleunigung oder Richtungsänderung. Wenn Sie ein Ei halten, sind die Kräfte, die Sie aufbringen, gleich und ausgewogen, wodurch die Schwerkraft aufgehoben wird. Daher liegt es bewegungslos in der Hand. Wenn Sie das Ei loslassen, wird die Schwerkraft zu einer unausgeglichenen Kraft und lässt das Ei zu Boden fallen.
Kraft, Masse und Beschleunigung
Das zweite Newtonsche Gesetz befasst sich mit der Beziehung zwischen der Masse eines Objekts, seiner Beschleunigung und der Kraft, die es ausübt. Je schwerer ein Objekt ist und je schneller es sich bewegt, desto mehr Kraft übt es aus. Die Schwerkraft bewirkt, dass fallende Objekte mit einer Geschwindigkeit von 32,2 Fuß pro Sekunde zum Quadrat beschleunigt werden. Indem Sie die Masse im Eierbehälter reduzieren, reduzieren Sie die Kraft, die er beim Fallen ausübt.
Gleich und Gegenteil
Newtons drittes Gesetz besagt, dass es für jede Aktion eine gleiche und entgegengesetzte Reaktion gibt. Das heißt, wenn Sie eine Kraft auf ein Objekt ausüben, übt das Objekt eine Kraft auf Sie aus. Wenn Sie beispielsweise auf einem Boot standen und vom Dock abgestoßen wurden, obwohl Sie das Dock geschoben haben, wurde das Dock zurückgeschoben. Dadurch bewegt sich das Boot vom Dock weg. Dieses Konzept ist nützlich, um zu verstehen, warum ein Ei zerbricht, wenn es auf dem Boden aufschlägt; der Boden gibt die Kraft vom Ei zurück, wenn es auf den Boden trifft. Die Verwendung von stoßdämpfenden Materialien kann dazu beitragen, den Kraftaustausch zwischen Boden und Ei zu reduzieren.
Energieerhaltung
Das Energieerhaltungsgesetz hilft zu verstehen, wie die Auswirkungen eines zu Boden fallenden Eies abgemildert werden können. Energie kann weder erzeugt noch vernichtet, sondern nur übertragen werden. Wenn ein Objekt zu Boden fällt, wird ein Teil seiner Energie auf den Boden übertragen, während es einen Teil der Energie behält. Aus diesem Grund kann ein Ball jedes Mal tiefer und tiefer springen. Schließlich verflüchtigt sich die kinetische Energie und der Ball hört auf zu springen. Durch das Verständnis, dass die kinetische Energie eines Sturzes im Laufe der Zeit verringert werden kann, können die Schüler versuchen, die Aufprallkraft eines fallenden Eies zu minimieren, indem sie Materialien verwenden, die ein Abprallen ermöglichen.
