Uspješan projekt sajma znanosti nadahnjuje kreativnost, provocira studente da preispituju svoje pretpostavke i općenito uključuje nešto što prkosi gravitaciji. Hovercraft od papirnate ploče možete konstruirati od nekoliko jednostavnih materijala, a on služi za demonstraciju nekoliko važnih zakona fizike. Projekt nudi obilje prilika za studente da izvrše mjerenja, zabilježe podatke i osmisle nove preinake kako bi poboljšali performanse lebdećeg zrakoplova.
Materijali, konstrukcija i ispitivanje na terenu
Prikupite nekoliko materijala, uključujući papirnatu pločicu za jednokratnu upotrebu, balon, škare i bocu ljepila. Jednokratna pločica za pitu idealna je za eksperiment zbog izdignutog ruba i trajnosti materijala. Na dno tanjura zalijepite mali kvadrat kartona. Izrežite ovaj komad s zasebne papirnate ploče i stavite ga u središte lebdjelice. Škarama napravite malu rupu kroz središte ploče i kartonski kvadrat. Izvucite otvor balona kroz donju površinu rupe ploče. Ako rupa nije dovoljno velika, pokušajte je povećati toliko da stane u balon. Ne izvlačite veći dio balona kroz rupu. Možda ćete trebati prilagoditi položaj balona dok ga budete puhali. Napuhnite balon i zatvorite otvor kako biste spriječili izlazak zraka. Pomoću ravnog, velikog stola postavite tanjur naopako tako da je otvor balona usmjeren prema tlu. Kad otpustite balon, zrak će odmah istjecati prema dolje, prisiljavajući tanjur da lebdi površinom stola.
Znanost lebdenja
Treći Newtonov zakon gibanja kaže da za svaku akciju postoji jednaka i suprotna reakcija. U slučaju hoverkrafta s papirnatom pločom, početno djelovanje je protok zraka koji balon projicira prema dolje prema stolu. Kako balon istiskuje zrak, tako se povećava pritisak ispod ploče. Suprotna reakcija u ovom je slučaju let hovercrafta s površine stola. Ova je reakcija moguća samo zato što lebdjelica ima puno manje inercije od stola, pa tako i hovercraft reagira na kretanje zraka iz balona lebdeći prema gore protiv sile gravitacija.
Eksperimentiranje
Jednom kada dobijete radni hovercraft, pokušajte eksperimentirati s modelom podešavanjem nekih važnih varijabli. Na primjer, veličina rupe utjecati će na brzinu protoka zraka iz balona. Pokušajte povećati rupu na drugom hoverkraftu i usporedite koliko dobro lete dva modela. Druga zanimljiva preinaka uključuje zabijanje malih rupa u rubu papirnate ploče. Umjesto da zrak istječe ispod ploče u svim smjerovima podjednako, to će koncentrirati struju zraka u jednom smjeru. Opet se pozivajući na Newtonov treći zakon, djelovanje zraka koje izlazi iz bočne rupe ploče potaknut će letjelicu da se kreće u suprotnom smjeru, umjesto da jednostavno lebdi na mjestu.
Mjerenja i prikupljanje podataka
Možete kvantitativno izmjeriti snagu dizanja vašeg hovercrafta postavljanjem malih utega na gornju površinu ploče. Započnite ovaj eksperiment skupljanjem nekih jednolikih utega; novčići bi dobro poslužili za ovo. Počnite dodavati utege, uravnotežujući raspodjelu mase po površini, sve dok se letjelica više ne diže sa stola. Zabilježite težinu kao svoje prvo mjerenje i usporedite je sa snagom dizanja ostalih modela hoverkrafta. Ako ste pokušali postaviti rupe sa strane da biste stvorili pogonski zračni tok, pokušajte izmjeriti udaljenost koju vaš hovercraft može prijeći preko sobe i usporedite svoje rezultate s ostalim učenicima.
Ostali projekti
Nema ništa zadovoljnije od učenika koji smisle vlastitu, jedinstvenu ideju koja djeluje. Dajte studentima neke osnovne materijale, poput građevinskog papira, vrpce, štapića od estrade, što god mislite da bi moglo biti korisno u modificiranju hoverkrafta od papirnate ploče. Primjerice, nadahnjujući se prirodom, učenici bi mogli pokušati pričvrstiti papirnatu peraju ili krila kako bi letjelici pružili određenu stabilnost tijekom leta.