L'expérience de la chute d'œufs – un projet scientifique dans lequel les élèves trouvent des moyens d'empêcher un œuf de se briser lorsqu'il tombe d'une certaine hauteur – est un moment fort dans la plupart des cours de physique. Lisez la suite pour en savoir plus sur les concepts de base, mais fondamentaux, que l'expérience démontre.
TL; DR (trop long; n'a pas lu)
L'attraction de la gravité, la chute libre, la résistance de l'air et la vitesse terminale sont tous des concepts physiques clés que vous apprendrez dans le cadre du projet scientifique sur les œufs.
L'attraction de la gravité
La gravité est la force qui existe entre la terre et les objets proches d'elle. Il y a deux critères pour définir la gravité :
La force de la gravité: Représenté parFgrave, c'est la force qui agit sur les objets sur ou près de la surface de la terre. La force de gravité peut être calculée par l'équation:
F_{grav}=\text{masse}\times\text{accélération}
Accélération de la gravité: Représenté parg, c'est l'accélération subie par un objet lorsque la gravité est la seule force qui lui est appliquée. Tous les objets sur ou près de la surface de la terre ont la même valeur pour l'accélération de la gravité (
g): 9,8 m/s/s (mètres par seconde par seconde).Chute libre
Un objet en chute libre est un objet qui tombe sous la seule influence de la force de gravité. Deux caractéristiques définissent un objet en chute libre :
- L'objet ne rencontre pas de résistance à l'air.
- Tous les objets en chute libre tombent au sol à une vitesse de 9,8 m/s/s.
Résistance à l'air
La résistance de l'air se produit lorsque la surface avant d'un objet tombant entre en collision avec des molécules d'air. Les deux facteurs les plus courants qui peuvent modifier la résistance de l'air sont la vitesse de l'objet et sa section transversale; une augmentation de l'une ou l'autre augmente la résistance de l'air.
Lorsqu'un objet en chute libre rencontre la résistance de l'air, l'équation est :
F_{net}=\text{mass}\times\text{acceleration}
oùFrapporterest la différence entre la force de gravité et la force de résistance de l'air.
Vitesse terminale
La vitesse terminale est la vitesse constante d'un objet tombant librement à travers un gaz ou un liquide. Lorsqu'un objet tombe et rencontre une augmentation de la résistance de l'air, la résistance de l'air finit par équilibrer la force de gravité. Par conséquent, la force de résistance de l'air est proportionnelle à la vitesse; la résistance de l'air augmente à mesure que la vitesse de l'objet augmente jusqu'à ce que la vitesse terminale soit atteinte.
Les expériences de chute d'œufs rendent l'apprentissage de la physique amusant, accessible et stimulant. Appréciez certainement, mais n'oubliez pas d'appliquer ces principes fondamentaux importants lors de l'élaboration de votre projet.