Les projets de sciences de l'ingénieur de niveau secondaire se concentrent généralement sur le génie mécanique et le génie électrique. Les projets de génie mécanique mettent généralement l'accent sur l'utilisation de la puissance mécanique pour effectuer des travaux sur d'autres objets, et le génie électrique comprend les circuits, les sources d'énergie alternatives et la production d'énergie dans général. Vous pouvez choisir parmi une variété de projets en sciences de l'ingénieur en fonction de vos intérêts, des contraintes de temps et des matériaux disponibles.
Énergie solaire
Vous pouvez utiliser un projet scientifique pour explorer l'énergie solaire, la méthode la plus simple pour convertir l'énergie renouvelable en une source utilisable. Les projets qui démontrent l'utilisation de l'énergie solaire comprennent les chauffe-air solaires, les chauffe-eau solaires et les fours solaires. En bref, vous collecterez l'énergie solaire en peignant une partie de votre projet en noir, ce qui attire la lumière du soleil. Vous pouvez ensuite utiliser différentes méthodes pour canaliser l'énergie thermique attirée dans l'air, l'eau ou la nourriture. Pour ajouter un élément de recherche, concevez une expérience basée sur une question sur le fonctionnement de ces sources, telle que « Comment la température extérieure est-elle liée à la température à l'intérieur d'un chauffe-eau solaire ?" ou "Comment la quantité d'eau dans le réservoir est-elle liée à la vitesse à laquelle le chauffe-eau solaire peut le chauffer en haut?"
Machines Rube Goldberg
Un moyen pratique d'apprendre le génie mécanique consiste à construire une machine "Rube Goldberg", du nom d'un célèbre dessinateur qui a conçu des machines compliquées pour accomplir des tâches ordinaires. Vous pouvez inclure des leviers, des poulies, des ventilateurs, des billes et des engrenages pour créer une machine qui fait tout, de verser une tasse de jus à appuyer sur le bouton « on » sur un ordinateur portable. Rendez-le aussi fou et complexe que possible, mais plus important encore, assurez-vous que la machine fonctionne de manière cohérente et précise à chaque fois. Notez que certaines expo-sciences n'autorisent pas les machines Rube Goldberg car elles ne démontrent pas la connaissance de la méthode scientifique.
Course de marbre
Construire une piste de billes vous aide à revoir les concepts d'énergie potentielle et cinétique. Vous pouvez utiliser de l'isolant en mousse pour tuyaux comme piste de la piste de marbre, ce qui vous permettra de créer des boucles verticales. Pour concevoir l'expérience, faites l'hypothèse à quelle hauteur du sol le début de la piste devrait être afin de donner à la bille suffisamment d'énergie pour terminer une boucle basse d'une hauteur donnée. Testez ensuite votre hypothèse en créant une piste avec le départ à cette hauteur et voyez si la bille peut boucler la boucle. Si c'est le cas, déterminez s'il peut encore terminer la boucle à une hauteur inférieure; sinon, déterminez à quelle hauteur le début de la piste doit être pour que la bille ait suffisamment d'énergie potentielle pour traverser la boucle avec succès.
Batteries de construction
Les piles faites maison ne sont généralement pas assez puissantes pour effectuer des travaux mécaniques majeurs, mais elles peuvent déplacer l'aiguille d'un voltmètre. Afin de créer votre propre batterie, trempez plusieurs petits carrés d'essuie-tout dans du jus de citron et faites une pile de articles dans l'ordre suivant: penny, serviette imbibée de citron, nickel, serviette imbibée de citron, penny, serviette imbibée de citron, nickel. Vous pouvez ensuite placer les deux sondes du voltmètre à chaque extrémité de votre pile bouton et enregistrer combien de volts d'électricité la batterie a produit. Recherchez et concevez une expérience pour déterminer le fonctionnement de la batterie - remplacez le jus de citron par d'autres liquides que vous pensez que cela fonctionnera, ou échangez les pièces contre d'autres matériaux, et voyez lesquels agissent comme de vraies batteries basées sur le voltmètre lectures.