La ciencia detrás del experimento de caída de huevo

Egg Drop es un experimento clásico de clase de ciencias para estudiantes de secundaria o preparatoria. A los estudiantes se les da un huevo para que lo dejen caer desde un punto alto (como el techo de la escuela) sobre una superficie dura (como el estacionamiento). Deben diseñar un portador para que el huevo lo aloje durante la caída. Los portadores típicos son cartones de leche o cajas de zapatos. Los estudiantes pueden modificar el portabebés agregando alas, paracaídas, interiores de espuma o incluso cojines de malvavisco. Los estudiantes formulan hipótesis sobre cuál de los portadores de huevos protegerá eficazmente el huevo y luego prueban esas hipótesis. El experimento no es solo por diversión, aunque los estudiantes lo disfrutan. Tiene como objetivo enseñar a los estudiantes las relaciones entre fuerza e impulso.

Las leyes del movimiento de Newton son los principios básicos ilustrados en el experimento de la caída del huevo. Sir Isaac Newton publicó sus Leyes del movimiento en 1687 y alteró fundamentalmente la comprensión del mundo por parte de los científicos al describir la relación entre la fuerza y ​​el movimiento. La primera de estas leyes se conoce como la ley de la inercia. En términos básicos, un objeto que está en movimiento permanecerá en movimiento a menos que una fuerza externa actúe sobre él, y un objeto en reposo permanecerá en reposo a menos que una fuerza externa actúe sobre él.

En la Segunda Ley de Newton, analiza la relación directa entre las fuerzas externas que actúan sobre un objeto y el cambio de impulso del objeto. La fuerza aumenta a medida que disminuye el tiempo requerido para el cambio. Si un tren avanza a un ritmo constante y necesita desacelerar, la fuerza experimentada por los pasajeros será mayor a medida que el tiempo de desaceleración sea más corto.

El objetivo del experimento de caída de huevo es evitar que el huevo se rompa a medida que desacelera. Queda claro de las leyes de Newton que para minimizar la fuerza experimentada por el huevo en el impacto, los estudiantes diseñan el Los portadores de huevos deben aumentar el tiempo durante el cual el huevo se deja reposar o disminuir la velocidad del huevo en el momento de la choque.

Para disminuir la velocidad del huevo en el momento del impacto, los estudiantes deben diseñar sus porta huevos para que tengan una mayor resistencia al aire. Un área de superficie aumentada en el transportador, como la forma de un disco volador o un paracaídas, hará que el huevo golpee el suelo a una velocidad menor. Para aumentar el tiempo durante el cual el huevo descansa, los estudiantes deben proporcionarle algo para absorber algo de la fuerza del impacto. Una esponja u otro cojín en su transportador evitará que el huevo se detenga instantáneamente cuando golpee el suelo; el huevo continuará su movimiento durante unos nanosegundos, disminuyendo la fuerza. A partir de este experimento, los estudiantes también aprenden a formular y probar hipótesis y a escribir sus observaciones de forma organizada.

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