Wetenschapsbeursprojecten zijn een introductie voor kinderen in de wereld van experimenteren. Terwijl kinderen gewend zijn om in de klas over wetenschap te horen, bieden wetenschapsbeursprojecten een kans om een vraagstuk naar eigen keuze aan te pakken door hun eigen experiment te ontwerpen. Voor veel kinderen kan het onderwerp van dit experiment worden bepaald door hun tijd in de pauze: de stuiterhoogte van een bal.
De wetten van Newton
De basis van een wetenschapsbeursproject over de stuiterhoogte van een bal zal een onderzoek zijn van twee concepten in de natuurkunde. Een daarvan is de derde bewegingswet van Newton: voor elke actie is er een gelijke en tegengestelde reactie. Voor een stuiterende bal is de actie een bal die tegen de grond valt met een kracht die wordt bepaald door de massa van de bal en de hoogte van waaruit hij viel. De grond oefent dan dezelfde kracht uit op de bal, waardoor de bal weer omhoog stuitert.
Zwaartekracht
Als de bal op de grond valt, duwt de zwaartekracht de bal naar beneden. Wanneer de bal weer omhoog stuitert, gebruikt hij zijn kracht om de zwaartekracht te overwinnen, die probeert de bal terug naar de grond te duwen. Bijgevolg zal er meer kracht nodig zijn dan de bal waarmee wordt gestuiterd om de bal terug te brengen naar de hoogte vanwaar hij oorspronkelijk is gevallen. Zodra de bal zijn kracht heeft gebruikt om de zwaartekracht te overwinnen, begint hij terug te vallen op de grond. Het zal dan stuiteren met een kracht die wordt bepaald door de meest recente hoogte waarvan het is gevallen, waardoor het naar een lagere en lagere hoogte zal stuiteren. Het stopt wanneer de kracht van de stuit niet langer voldoende is om zelfs de kracht die de zwaartekracht op de bal uitoefent te overwinnen.
Vragen
De basis van elk experiment is een vraag. Als het gaat om de stuiterhoogte van een bal, zouden deze vragen de vragen moeten zijn die kunnen worden beantwoord door het verzamelen en analyseren van gegevens over de hoogte waarop ballen stuiteren. Enkele voorbeelden hiervan kunnen zijn: "Verliezen ballen van verschillend materiaal in hetzelfde tempo stuithoogte?" of "Verliezen ballen hun stuiterhoogte met verschillende snelheden als ze van verschillende hoogtes vallen?"
Opstelling
Voor het experiment moet u een staf of een groot bord hebben met duidelijke lijnen die de meetintervallen achter de stuiterende bal aangeven. Omdat de wetenschap nauwkeurigheid waardeert, en het schatten van de hoogte van een stuiterende bal in realtime een beetje een hachelijke zaak is voorstel, je zou een camera moeten hebben die de bal kan zien en het meetapparaat erachter registreert je verschillende proeven. Zo kun je de beelden later terugkijken om nauwkeurig te bepalen op welk moment de bal zijn maximale stuiterhoogte heeft bereikt. Door de positie van de bal ten opzichte van het meetinstrument erachter te raadplegen in de opname, kun je vervolgens een nauwkeurigere meting van de hoogte van de bal vastleggen.