Η επιστήμη πίσω από το πείραμα πτώσης αυγών

Το Egg Drop είναι ένα κλασικό πείραμα επιστημονικής τάξης για μαθητές γυμνασίου ή γυμνασίου. Στους μαθητές δίνεται ένα αυγό για να πέσει από ένα υψηλό σημείο (όπως η οροφή του σχολείου) σε μια σκληρή επιφάνεια (όπως το πάρκινγκ). Πρέπει να σχεδιάσουν ένα φορέα για το αυγό για να το στεγάσει κατά τη διάρκεια της πτώσης. Οι τυπικοί φορείς είναι κουτιά γάλακτος ή κουτιά παπουτσιών. Οι μαθητές μπορούν να τροποποιήσουν τον φορέα με την προσθήκη φτερών, αλεξίπτωτων, εσωτερικού αφρού ή ακόμη και marshmallow μαξιλαριών. Οι μαθητές σχηματίζουν υποθέσεις για το ποιος από τους φορείς αυγών θα προστατεύσει αποτελεσματικά το αυγό και στη συνέχεια θα δοκιμάσει αυτές τις υποθέσεις. Το πείραμα δεν είναι μόνο για διασκέδαση - αν και οι μαθητές το απολαμβάνουν. Προορίζεται να διδάξει στους μαθητές τις σχέσεις μεταξύ δύναμης και ορμής.

Οι νόμοι της κίνησης του Νεύτωνα είναι οι βασικές αρχές που απεικονίζονται στο πείραμα σταγόνας αυγών. Ο Sir Isaac Newton δημοσίευσε τους Νόμους της Κίνησης το 1687 και άλλαξε ριζικά την κατανόηση των επιστημόνων για τον κόσμο περιγράφοντας τη σχέση μεταξύ δύναμης και κίνησης. Ο πρώτος από αυτούς τους νόμους αναφέρεται ως ο νόμος της αδράνειας. Σε βασικούς όρους, ένα αντικείμενο που βρίσκεται σε κίνηση θα παραμείνει σε κίνηση εκτός εάν μια εξωτερική δύναμη ενεργεί πάνω του, και ένα αντικείμενο σε κατάσταση ηρεμίας θα παραμείνει σε ηρεμία εκτός εάν μια εξωτερική δύναμη ενεργεί πάνω του.

instagram story viewer

Στο δεύτερο νόμο του Νεύτωνα, συζητά την άμεση σχέση μεταξύ των εξωτερικών δυνάμεων που δρουν πάνω σε ένα αντικείμενο και της αλλαγής της ορμής του αντικειμένου. Η δύναμη αυξάνεται καθώς ο χρόνος που απαιτείται για την αλλαγή μειώνεται. Εάν μια αμαξοστοιχία κινείται με σταθερό ρυθμό και χρειάζεται επιβράδυνση, η δύναμη που βιώνουν οι επιβάτες θα είναι μεγαλύτερη καθώς ο χρόνος επιβράδυνσης είναι μικρότερος.

Ο στόχος του πειράματος σταγόνας αυγών είναι να αποτρέψει το σπάσιμο του αυγού καθώς επιβραδύνεται. Καθίσταται σαφές από τους Νόμους του Νεύτωνα ότι για να ελαχιστοποιηθεί η δύναμη που βιώνει το αυγό κατά την πρόσκρουση, οι μαθητές σχεδιάζουν το Οι φορείς αυγών πρέπει να αυξάνουν το χρόνο κατά τον οποίο το αυγό αναπαύεται ή να μειώνει την ταχύτητα του αυγού τη στιγμή του σύγκρουση.

Προκειμένου να μειωθεί η ταχύτητα του αυγού κατά την πρόσκρουση, οι μαθητές πρέπει να σχεδιάσουν τους φορείς αυγών τους ώστε να έχουν αυξημένη αντίσταση στον αέρα. Μια αυξημένη επιφάνεια στο φορέα, όπως σχήμα δίσκου ή αλεξίπτωτο, θα προκαλέσει το αυγό να χτυπήσει το έδαφος με χαμηλότερη ταχύτητα. Για να αυξηθεί ο χρόνος κατά τον οποίο το αυγό ξεκουράζεται, οι μαθητές πρέπει να δώσουν στο αυγό τους κάτι για να απορροφήσουν μέρος της δύναμης κρούσης. Ένα σφουγγάρι ή άλλο μαξιλάρι στο φορέα τους θα εμποδίσει το αυγό να σταματήσει αμέσως όταν χτυπήσει στο έδαφος. το αυγό θα συνεχίσει την κίνησή του για μερικά νανοδευτερόλεπτα, μειώνοντας τη δύναμη. Από αυτό το πείραμα, οι μαθητές μαθαίνουν επίσης να σχηματίζουν και να δοκιμάζουν υποθέσεις και να γράφουν τις παρατηρήσεις τους με οργανωμένο τρόπο.

Teachs.ru
  • Μερίδιο
instagram viewer