Mokslo mugės projektai gali būti kliūtis kai kuriems studentams. Įtraukite tai, kas jiems įdomu, pavyzdžiui, sportą, kad projektas būtų mažiau varginantis ir įdomesnis. Futbolo kamuolys gali tapti mokslo projekto dalimi tyrinėdamas, kaip jis atsimuša į skirtingus paviršius, oro slėgio eksperimentus, greitį ir trajektoriją.
Paviršiaus efektas
Mokslo mugės projektas, pagrįstas įvairių rūšių velėnos poveikiu futbolo kamuolio šokinėjimui, tiria kamuolio fiziką ir energiją. Raskite trijų rūšių velėną, kurioje galėsite atlikti eksperimentą. Pasirinkite lauką, kuriame apsodinta Kentukio melsvė, vienas su Bermudų žole ir tas, kuriame yra dirbtinė veja. Parašykite hipotezę apie kurią velėną, jūsų manymu, kamuolys bus atšokęs. Formuodami hipotezę turėsite atsižvelgti į savo kamuolio energiją. Nuleisite kamuolį iš šešių pėdų virš velėnos. Nukritus rutuliui, potenciali energija virsta kinetine. Kamuoliui pataikius į velėną, smūgio metu rutulys deformuojasi. Tai paverčia kinetinę energiją suspausta potencialia energija. Kai po smūgio oras išsispaus, potenciali energija bus paversta kinetine energija, kai kamuolys atsimuš į viršų. Pasiimkite draugą, kuris padės atlikti bandymus. Paprašykite savo draugo užlipti ant kopėčių ir numesti kamuolį iš šešių pėdų į orą. Suskaičiuokite, kiek kartų kamuolys atsimuša į kiekvieno tipo velėną. Meskite kamuolį dešimt kartų kiekviename lauke ir analizuodami naudokite vidutinį kiekvieno lauko atšokimų skaičių. Parašykite savo projekto eksperimento sąskaitą. Duomenų brėžkite juostų diagramoje, kad būtų rodomi kiekvieno tipo laukai. Parašykite išvadą, kurioje palyginsite savo hipotezę su eksperimento rezultatais.
Oro slėgis
Ištirkite santykį tarp oro slėgio ir to, kiek nuvažiuoja futbolo kamuolys. Parašykite hipotezę su savo nuomone, koks yra optimalus futbolo kamuolio oro slėgis. Oro slėgis veikia rutulį dėl oro molekulių skaičiaus viduje. Kai rutulio viduje yra daugiau oro molekulių, rutulio sienelėje padidėja įtampa. Tai paskatins kamuolį stipriau atšokti ir paveikti kamuolio judėjimą po smūgio į paviršių. Sukurkite šliuzą arba naudokite vandens balionų paleidimo priemonę, kad išbandytumėte kamuolio atstumą. Įdėkite du svarus slėgio į rutulį ir paleiskite jį su šleifu. Išmatuokite, kiek toli nueina rutulys. Atlikite eksperimentą dar du kartus paleisdami kamuolį iš tos pačios vietos. Bandymą pakartokite dar kartą, pridedant dar du svarus oro slėgio į rutulį. Kiekvieną kartą padidinkite slėgį dviem svarais, kol pasieksite dvylika. Parašykite savo patirties paaiškinimą, įskaitant tai, kaip toli atitraukėte kamuolį atgal į rutulį. Palyginkite rutulio atstumus, kad nustatytumėte optimalų oro slėgį. Parodykite rezultatus linijinėje diagramoje. Parašykite išvadą, kurioje įvertintumėte savo hipotezę dėl jūsų eksperimento išvados.
Susiuvimas
Eksperimentuokite, kaip futbolo kamuolio susiuvimas gali paveikti jo nuvažiuotą atstumą. Parašykite hipotezę, nurodydami, kuris kamuolys, jūsų manymu, keliaus toliausiai. Tai, kaip rutulys yra ištemptas ir susiūtas kartu su rutulio medžiagine sudėtis, gali paveikti rutulio formą ir tai, kaip jis suspaudžia orą viduje. Nors visi kamuoliukai atrodo apvalūs, juose gali būti nežymių skirtumų dėl plokščių ir siūlių kiekio. Kartu su keturiais futbolo kamuoliais pasiimkite draugą į futbolo aikštę. Kiekvieno futbolo kamuolio išorėje bus įvairaus dydžio plokštės, paprastai tarp 12 ir 32. Tegul jūsų draugas dešimt kartų spardo kiekvieną kamuolį ta pačia jėga. Išmatuokite, kiek toli rutulys nueina, ir atlikite vidutinį kiekvieno kamuolio atstumą. Savo projekte paaiškinkite savo eksperimentą ir tai, kaip jį atlikote. Palyginkite atstumus linijiniame grafike ir nustatykite, ar plokštės turi įtakos rutulio greičiui. Išvadoje nurodykite, ar jūsų hipotezėje pasirinktas kamuolys atitiko eksperimento rezultatus.
Nugara
Ištirkite ryšį tarp sukimo ir futbolo kamuolio trajektorijos. Kai kamuolys spardomas tiesiai kojos dugnu, jis keliauja tiesiai. Jei spardysite kamuolį bato pirštu kampu, kamuolys skrisdamas gali kreivėti nuo pritaikytos jėgos. Pritaikyta jėga veikia kaip sukimo momentas ir priverčia rutulį suktis. Pasirinkite, kuris kampas, jūsų manymu, labiausiai kreivės kamuolį, ir nurodykite jį kaip savo hipotezę. Pasiimkite vaizdo kamerą į lauką su savimi. Norėdami įrašyti eksperimentą, nustatykite vaizdo kamerą ant trikojo. Tyrinėkite, kaip smogiate kamuolį koja tam tikrose vietose ir kaip jis sukasi kamuolį. Vaizdo įraše ištirkite, kur mušėte kamuolį koja, ir gautą kamuolio kelią. Parašykite savo eksperimento sąskaitą. Išanalizuokite smūgio kampus, smūgio tašką ir kamuolio kelią, nubrėždami juos piešinyje. Kiekvienam piešinio smūgiui naudokite skirtingos spalvos rašalą, kad parodytumėte, kur kiekvienas kamuolys keliavo. Parašykite išvadą, kurioje palyginsite savo hipotezę su tyrimo rezultatais.
