הניסוי לטיפת ביציות - פרויקט מדעי בו סטודנטים מעצבים דרכים למנוע מהביצה להישבר כאשר היא נושרת מגובה מסוים - הוא גולת הכותרת ברוב שיעורי הפיזיקה. המשך לקרוא כדי ללמוד עוד על המושגים הבסיסיים אך הבסיסיים שהניסוי מדגים.
TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)
משיכת הכבידה, הנפילה החופשית, עמידות האוויר ומהירות הסוף הם כל מושגי הפיזיקה המרכזיים עליהם תלמד בפרויקט מדע טיפת ביציות.
משיכת הכבידה
כוח הכבידה הוא הכוח הקיים בין כדור הארץ לחפצים בקרבתו. ישנם שני קריטריונים בעת הגדרת כוח המשיכה:
כוח המשיכה: מיוצג על ידיFגרב, זהו הכוח הפועל על עצמים על פני כדור הארץ או בסמוך להם. ניתן לחשב את כוח הכבידה על ידי המשוואה:
F_ {grav} = \ text {mass} \ times \ text {acceleration}
האצת כוח המשיכה: מיוצג על ידיז, זו התאוצה שחווה אובייקט כאשר כוח הכבידה הוא הכוח היחיד המופעל עליו. לכל האובייקטים על פני כדור הארץ או בסמוך להם ערך זהה להאצת כוח הכבידה (ז): 9.8 m / s / s (מטר לשנייה לשנייה).
נפילה חופשית
אובייקט הנופל בחופשיות הוא כזה שנופל בהשפעה הבלעדית של כוח הכבידה. ישנם שני מאפיינים המגדירים אובייקט בנפילה חופשית:
- האובייקט אינו נתקל בהתנגדות אוויר.
- כל האובייקטים הנופלים חופשי נופלים לכדור הארץ בקצב של 9.8 מ '/ ש'.
התנגדות אוויר
עמידות באוויר מתרחשת כאשר המשטח המוביל של אובייקט נופל מתנגש במולקולות אוויר. שני הגורמים הנפוצים ביותר שיכולים לשנות את התנגדות האוויר הם מהירות האובייקט ושטח החתך שלו; עלייה באחד מגדילה את התנגדות האוויר.
כאשר אובייקט בנפילה חופשית פוגש התנגדות אוויר, המשוואה היא:
F_ {net} = \ text {mass} \ times \ text {acceleration}
איפהFנֶטוֹהוא ההבדל בין כוח הכבידה לכוח ההתנגדות האווירית.
מהירות סופית
מהירות סופנית היא המהירות היציבה של אובייקט הנופל בחופשיות דרך גז או נוזל. כאשר אובייקט נופל ופוגש עלייה בהתנגדות האוויר, בסופו של דבר עמידות האוויר מאזנת את כוח הכבידה. לכן, כוח התנגדות האוויר הוא פרופורציונאלי למהירות; התנגדות האוויר עולה ככל שמהירות האובייקט עולה עד למהירות הסופית.
ניסויים בטיפת ביצים הופכים את הלמידה על פיזיקה למהנה, נגישה ומגרה. בהחלט תהנו, אך אל תשכחו ליישם את היסודות החשובים הללו תוך כדי יצירת הפרויקט שלכם.