A sikeres tudományos vásár projekt kreativitásra ösztönöz, ösztönzi a hallgatókat feltételezéseik megkérdőjelezésére, és általában a gravitációt meghiúsító dolgot tartalmaz. Néhány egyszerű anyagból felépíthet egy papírlemezes légpárnás repülőgépet, amely a fizika számos fontos törvényének bemutatására szolgál. A projekt rengeteg lehetőséget kínál a hallgatók számára mérések elvégzésére, adatok rögzítésére és új módosítások kidolgozására a légpárnás jármű teljesítményének javítása érdekében.
Anyagok, konstrukció és terepi tesztek
Gyűjtsön össze néhány anyagot, köztük egy eldobható papírlemezt, egy lufit, egy ollót és egy üveg ragasztót. Az eldobható lepénylemez ideális a kísérlethez a megemelt él és az anyag tartóssága miatt. Ragasszon egy kis négyzet kartont a lemez aljára. Vágja le ezt a darabot egy külön papírlemezről, és helyezze a légpárnás közepére. Az olló segítségével hozzon létre egy kis lyukat a lemez közepén és a karton négyzetén keresztül. Húzza át a ballonnyílást a lemez furatának alsó felületén. Ha a lyuk nem elég nagy, próbálja meg annyit kinagyítani, hogy elférjen a ballonon. Ne húzza át a léggömb nagy részét a lyukon. Lehet, hogy módosítania kell a léggömb helyzetét, miközben felrobbantja. Fújja fel a léggömböt, és zárja be a nyílást, hogy megakadályozza a levegő kiszivárgását. Sík, nagy asztal segítségével helyezze a lemezt fejjel lefelé, hogy a ballon nyílása a föld felé irányuljon. Amikor elengedi a léggömböt, a levegő azonnal kifelé és lefelé áramlik, és arra kényszeríti a lemezt, hogy az asztal felületén lebegjen.
A lebegő mesterségek tudománya
Newton harmadik mozgástörvénye kimondja, hogy minden cselekedetnél egyenlő és ellentétes reakció zajlik. A papírlemez légpárnás járműveknél a kezdeti művelet a légáramlás, amelyet a ballon lefelé vetít az asztal felé. Amint a léggömb kiszorítja a levegőt, a lemez alatt a nyomás növekszik. Az ellenkező reakció ebben az esetben a légpárnás repülése az asztal felületéről. Ez a reakció csak azért lehetséges, mert a légpárnás tehetetlenség sokkal kisebb, mint az asztalé, és így a légpárnás reagál a légmozgásra a léggömbből azáltal, hogy felfelé lebeg az erő ellen gravitáció.
Kísérletezés
Ha már működik egy légpárnás jármű, próbáljon meg kísérletezni a modellel néhány fontos változó beállításával. Például a furat mérete befolyásolja a léggömbből kifolyó légáram sebességét. Próbáld meg nagyítani a lyukat egy második légpárnás járműben, és hasonlítsd össze, hogy a két modell mennyire repül jól. Egy másik érdekes módosítás a papírlemez szélén lévő kis lyukak bedugásával jár. Ahelyett, hogy a lemez alól minden irányban egyenlően távozna a levegő, ez egyetlen irányba koncentrálja a légáramot. Ismét Newton harmadik törvényére hivatkozva, a lemez oldalsó lyukából kiszabaduló levegő hatása arra ösztönzi a vízi járművet, hogy az ellenkező irányba mozogjon, ahelyett, hogy egyszerűen a helyén lebegne.
Mérések és adatgyűjtés
Kvantitatív módon megmérheti légpárnája emelési erejét, ha kis súlyokat helyez a lemez felső felületére. Kezdje ezt a kísérletet néhány egyenletes súly összegyűjtésével; érmék jól működnek ehhez. Kezdje hozzá a súlyokat, egyensúlyban tartva a tömeg eloszlását a felszínen, amíg a vízi jármű már nem emelkedik le az asztalról. Jegyezze fel első tömegként a súlyt, és hasonlítsa össze a többi légpárnás modell emelőerejével. Ha megpróbált lyukakat helyezni az oldalba, hogy meghajtó légáramot hozzon létre, próbálja meg megmérni azt a távolságot, amelyet a légpárnás utazhat a szobában, és hasonlítsa össze az eredményeket a többi hallgatóval.
Egyéb projektek
Nincs annál kielégítőbb, mint a hallgatók előállni egy saját, egyedülálló ötlettel, amely működik. Adjon meg a hallgatóknak néhány alapanyagot, például építőipari papírt, szalagot, popsicle botot, bármit, amiről Ön úgy gondolja, hogy hasznos lehet a papírtányéros lebegőkészülékek módosításakor. Például a természet inspirációja alapján a diákok megpróbálhatnak papírszárnyat vagy szárnyakat rögzíteni, hogy a mesterségnek némi stabilitást biztosítsanak repülés közben.