Teadusprojektide ketramine

Lihtsatel, kuid samas väljakutseid pakkuvatel tippudel on ajalugu juba 4000 aastat tagasi Vana-Egiptusest. Õpetajad, õpilased ja teadlased imestavad selle väikese mänguasja keerukate teooriate ja abstraktsete kontseptsioonide demonstreerimise üle inseneriteaduses, füüsikas, maateaduses ja isegi bioloogias. Hoog, inerts, mass, güroskoopiline pretsessioon, hõõrdumine ja energia saavad selgeks ketruspinnaga katsetades.

Põhjalik teadusprojekt sisaldab uurimisküsimust, hüpoteesi, protseduuri, tulemusi ja järeldusi. Alustamiseks peate esitama mõned küsimused, näiteks "Kuidas see töötab?" ja "Mis juhtub, kui ma muudan ühte asja ja kas teised tingimused jäävad samaks? "Seejärel ennustate muudatuste mõju, vaadates tingimusi ja mõeldes nagu a teadlane. Pärast katsetamist erinevate tulemuste nägemiseks jälgite ja registreerite oma tulemusi.

Aditiivsete põhivärvide hõlbustav lihtne teadusprojekt kinnitab ülaosa pinnale sektordiagrammi - vähemalt kolme võrdse suurusega rohelise, punase ja sinise kolmnurgaga. (See erineb pigmentide põhivärvidest, milleks on punane, kollane ja sinine.) Kui ülaosa pöörleb kõige kiiremal kiirusel, näete eraldi värvide asemel pimestavat valget. Teadusprojekti jaoks võite kasutada vikerkaare värve ja näidata, kuidas värvid segunevad ja neist tulenev valguse peegeldus. Samuti võib proovida rohkem värvilisi mustreid, mustvalgeid keeriseid ja erinevaid mustreid vastata küsimusele: "Kas see muudab mõju inimese silmale?"

Kui manipuleerida pöörleva massi massiga, saavutate tippu pöörlemise hoogu ja pikaealisuse jaoks erinevaid tulemusi. Teadusprojekt võiks ülemise osa põhjale või perimeetri lähedale lisada rohkem kaalu, kasutades selliseid materjale nagu voolimissavi või seibid. Teie projekt vastaks küsimusele: "Kuidas see pöörlemist mõjutab ja miks?"

Kui panete ketruslauale sama koguse raskust, kuid liigutate seda järk-järgult perimeetrist kaugemale, märkate vähem pöörlemist inerts keskpunkti lähedal, sest pöördeinerts ei sõltu mitte ainult ketrusmassi massist, vaid ka mass. Samuti võiksite uurida kineetilist ja potentsiaalset energiat, mis on seotud hõõrdumisega, mis põhjustab tipu aeglustumise ja lõpuks seiskumise.

2010. aasta augustis toimunud ülespoole suunatud matemaatika ja loodusteaduste programmi raames kasutasid Delaware'is Georgetowni keskkooliõpilased Delaware Technical & Community College'i insenertehnoloogia osakond, et ehitada kõige tõhusam ketrus üles. Kolmeosalise projektina saate täpsustada rakendatud füüsika kontseptsioone kaalust, raskuskeskmest ja pöördeinertsist. Ketrusosa ehitamiseks katsetage mitut materjali - näiteks alumiiniumi, pappi, savi, porolooni, puitu või isegi kompaktplaati - ja võrdlege mõju topi pöörlemisele. Ülespoole suunatud õpilased tegid oma topist 3D-mudeli arvutipõhise disaini või CAD-programmi abil.