Los proyectos de caída de huevos ayudan a los estudiantes a explorar conceptos básicos como gravedad, fuerza y aceleración. En un proyecto de lanzamiento de huevos, los detalles específicos y las reglas pueden variar. La idea general es que los estudiantes diseñen un recipiente que permita que un huevo caiga de forma segura desde diferentes alturas sin romperse. A menudo, uno de los objetivos es intentar utilizar la menor cantidad de material posible. Los proyectos Egg Drop combinan habilidades para resolver problemas con principios básicos de ingeniería y física.
Leyes del movimiento
La ciencia detrás de la solución del "problema" del huevo que cae se encuentra en las leyes del movimiento de Sir Isaac Newton. La primera ley establece que un objeto en reposo permanecerá en reposo, y un objeto en movimiento permanecerá en movimiento, a menos que actúe sobre él una fuerza externa desequilibrada. Esta ley significa que si las fuerzas que actúan sobre un huevo que cae son iguales, permanecerá en su estado actual de movimiento. Si se aplica una fuerza mayor que la que actúa sobre el huevo, se acelerará. "Aceleración" significa cualquier cambio en la velocidad: desacelerar, acelerar o cambiar de dirección. Si sostiene un huevo, las fuerzas que está aplicando son iguales y equilibradas, anulando la fuerza de la gravedad. Por tanto, permanece inmóvil en tu mano. Si sueltas el huevo, la gravedad se convierte en una fuerza desequilibrada y hace que el huevo caiga al suelo.
Fuerza, masa y aceleración
La segunda ley de Newton se ocupa de la relación entre la masa de un objeto, su aceleración y la cantidad de fuerza que ejerce. Cuanto más pesado es un objeto y más rápido viaja, más fuerza ejerce. La gravedad hace que los objetos que caen se aceleren a una velocidad de 32,2 pies por segundo al cuadrado. Al reducir la cantidad de masa en el contenedor de huevos, está reduciendo la cantidad de fuerza que ejerce al caer.
Igual y opuesto
La tercera ley de Newton establece que para cada acción, hay una reacción igual y opuesta. Eso significa que cuando ejerces una fuerza sobre un objeto, el objeto ejerce una fuerza sobre ti. Por ejemplo, si estaba parado en un bote y lo empujaba fuera del muelle, aunque estuviera empujando el muelle, el muelle empujó hacia atrás. Esto es lo que hace que el barco se aleje del muelle. Este concepto es útil para comprender por qué un huevo se rompe cuando golpea el suelo; el suelo está devolviendo la fuerza del huevo cuando se encuentra con el suelo. El uso de materiales amortiguadores puede ayudar a reducir la cantidad de fuerza intercambiada entre el suelo y el huevo.
Conservacion de energia
La ley de conservación de la energía ayuda a comprender cómo mitigar el efecto de un huevo que cae al suelo. La energía no se puede crear ni destruir, solo se puede transferir. Cuando un objeto cae al suelo, parte de su energía se transfiere al suelo, mientras que retiene algo de energía. Ésta es la razón por la que una pelota puede rebotar cada vez más y más. Finalmente, la energía cinética se disipa y la pelota deja de rebotar. Al comprender que la energía cinética de una caída puede disminuir con el tiempo, los estudiantes pueden intentar minimizar la fuerza del impacto de un huevo que cae utilizando materiales que permitan un rebote.