Le trottole semplici, ma impegnative, hanno una storia che risale a 4.000 anni fa, fino all'antico Egitto. Insegnanti, studenti e scienziati si meravigliano della dimostrazione di questo piccolo giocattolo di teorie complesse e concetti astratti in ingegneria, fisica, scienze della terra e persino biologia. Momento, inerzia, massa, precessione giroscopica, attrito ed energia diventano chiari sperimentando con una trottola.
Linee guida del progetto scientifico Science
Un progetto scientifico completo include una domanda di ricerca, ipotesi, procedura, risultati e conclusione. Per iniziare, devi porre alcune domande, ad esempio "Come funziona?" e "Cosa succederà se cambio una cosa e mantieni le altre condizioni le stesse?" Quindi prevedi gli effetti dei cambiamenti, osservando le condizioni e pensando come un scienziato. Dopo aver sperimentato per vedere risultati diversi, osservi e registri i tuoi risultati.
Colori primari
Un semplice progetto scientifico sui colori primari additivi collega un grafico a torta - con almeno tre triangoli di uguali dimensioni in verde, rosso e blu - alla superficie della parte superiore. (Questo è diverso dai colori primari per i pigmenti, che sono rosso, giallo e blu.) Quando la parte superiore gira alla massima velocità, vedi un bagliore di bianco invece di colori separati. Per un progetto scientifico, puoi usare i colori dell'arcobaleno e dimostrare come i colori si mescolano e il riflesso della luce che ne deriva. Inoltre, provare più modelli di colore, vortici in bianco e nero e modelli diversi può rispondere alla domanda "Questo cambia l'effetto sull'occhio umano?"
Massa
Se manipoli la massa di una trottola, otterrai risultati diversi per lo slancio e la longevità della rotazione della trottola. Un progetto scientifico potrebbe aggiungere più peso alla parte inferiore della parte superiore o vicino al perimetro, utilizzando materiali come la plastilina o le rondelle. Il tuo progetto risponderebbe alla domanda: "In che modo questo influisce sulla rotazione e perché?"
Se metti la stessa quantità di peso sulla trottola, ma la allontani progressivamente dal perimetro, noterai una minore rotazione inerzia vicino al centro, perché l'inerzia rotazionale dipende non solo dalla massa della trottola ma anche dalla posizione del massa. Potresti anche esplorare l'energia cinetica e potenziale relativa all'attrito che fa rallentare la cima e alla fine si ferma.
Ingegneria, Fisica e Tecnologia
Come parte del programma Upward Bound Math and Science nell'agosto 2010, gli studenti delle scuole superiori di Georgetown, nel Delaware, usavano il dipartimento di tecnologie ingegneristiche del Delaware Technical & Community College per costruire la filatura più efficiente efficient superiore. Come progetto in tre parti, puoi approfondire i concetti di fisica applicata di peso, centro di gravità e inerzia rotazionale. Per costruire una trottola, sperimenterai diversi materiali, come alluminio, cartone, argilla, schiuma, legno o persino un compact disc, e confronterai l'effetto sulla rotazione della trottola. Gli studenti Upward Bound hanno utilizzato un programma di progettazione assistita da computer, o CAD, per creare un modello 3D della loro parte superiore.