Tollen voor wetenschappelijke projecten

Eenvoudige, maar uitdagende tollen hebben een geschiedenis die 4000 jaar teruggaat tot het oude Egypte. Leraren, studenten en wetenschappers verwonderen zich over de demonstratie van dit kleine speelgoed van complexe theorieën en abstracte concepten in techniek, natuurkunde, aardwetenschappen en zelfs biologie. Momentum, traagheid, massa, gyroscopische precessie, wrijving en energie worden duidelijk door te experimenteren met een tol.

Een uitgebreid wetenschappelijk project omvat een onderzoeksvraag, hypothese, procedure, resultaten en conclusie. Om aan de slag te gaan, moet u een paar vragen stellen, zoals 'Hoe werkt dit?' en "Wat gebeurt er als ik één ding verander en... de andere omstandigheden hetzelfde houden?" Je voorspelt dan de effecten van de veranderingen, kijkt naar omstandigheden en denkt als een wetenschapper. Nadat je hebt geëxperimenteerd om verschillende resultaten te zien, observeer en noteer je je resultaten.

Een eenvoudig wetenschappelijk project over additieve primaire kleuren hecht een cirkeldiagram - met ten minste drie driehoeken van gelijke grootte in groen, rood en blauw - aan het oppervlak van de bovenkant. (Dit is anders dan de primaire kleuren voor pigmenten, die rood, geel en blauw zijn.) Wanneer de bovenkant op zijn hoogste snelheid draait, zie je een schittering van wit in plaats van afzonderlijke kleuren. Voor een wetenschappelijk project kun je de kleuren van de regenboog gebruiken en demonstreren hoe kleuren met elkaar vermengen en de weerkaatsing van het licht dat eruit komt. Ook kan het proberen van meer kleurpatronen, zwart-witte wervelingen en verschillende patronen de vraag beantwoorden: "Verandert dit het effect op het menselijk oog?"

Als je de massa van een tol manipuleert, bereik je verschillende resultaten voor het momentum en de levensduur van de tol. Een wetenschappelijk project zou meer gewicht kunnen toevoegen aan de onderkant van de bovenkant of in de buurt van de omtrek, met behulp van materialen zoals boetseerklei of ringen. Uw project zou de vraag beantwoorden: "Hoe beïnvloedt dit de spin en waarom?"

Als u dezelfde hoeveelheid gewicht op de tol plaatst, maar deze geleidelijk van de omtrek af beweegt, merkt u minder rotatie traagheid nabij het centrum, omdat de rotatietraagheid niet alleen afhangt van de massa van de tol, maar ook van de locatie van de massa. Je zou ook kinetische en potentiële energie kunnen onderzoeken die verband houden met de wrijving die ervoor zorgt dat de top vertraagt ​​​​en uiteindelijk stopt.

Als onderdeel van het Upward Bound Math and Science-programma in augustus 2010 gebruikten middelbare scholieren in Georgetown, Delaware, de afdeling engineeringtechnologieën van Delaware Technical & Community College om de meest efficiënte spin te bouwen top. In een driedelig project werk je de toegepaste natuurkundige begrippen gewicht, zwaartepunt en rotatietraagheid verder uit. Om een ​​tol te bouwen, experimenteer je met verschillende materialen -- zoals aluminium, karton, klei, schuim, hout of zelfs een compact disc -- en vergelijk je het effect op de draaiing van de tol. De Upward Bound-studenten gebruikten een computer-aided design- of CAD-programma om een ​​3D-model van hun top te maken.