Eenvoudige technische projecten voor de middelbare school

Technische wetenschappelijke projecten op middelbare school zijn meestal gericht op werktuigbouwkunde en elektrotechniek. Werktuigbouwkundige projecten benadrukken meestal het gebruik van mechanische kracht om werkzaamheden aan andere objecten uit te voeren, en elektrotechniek omvat circuits, alternatieve energiebronnen en de opwekking van energie in algemeen. U kunt kiezen uit een verscheidenheid aan technische wetenschappelijke projecten op basis van uw interesses, tijdsdruk en beschikbare materialen.

Met een wetenschappelijk project kun je zonne-energie onderzoeken, de eenvoudigste methode om duurzame energie om te zetten in een bruikbare bron. Projecten die het gebruik van zonne-energie demonstreren zijn onder meer zonne-luchtverwarmers, zonneboilers en zonne-ovens. Kortom, je verzamelt zonne-energie door een deel van je project zwart te schilderen, dat het zonlicht aantrekt. U kunt dan verschillende methoden gebruiken om de aangetrokken warmte-energie naar lucht, water of voedsel te leiden. Om een ​​onderzoekselement toe te voegen, ontwerp je een experiment op basis van een vraag over hoe deze bronnen werken, zoals "Hoe is de temperatuur buiten gerelateerd aan de temperatuur in een zonne-luchtverwarmer?" of "Hoe is de hoeveelheid water in de tank gerelateerd aan de snelheid waarmee de zonneboiler deze kan verwarmen op?"

Een praktische manier om meer te weten te komen over werktuigbouwkunde is door een "Rube Goldberg"-machine te bouwen, genoemd naar een beroemde cartoonist die gecompliceerde machines ontwierp om gewone taken uit te voeren. Je kunt hendels, katrollen, ventilatoren, rollende ballen en tandwielen gebruiken om een ​​machine te maken die alles doet, van een kopje sap inschenken tot het indrukken van de "aan"-knop op een laptop. Maak het zo gek en complex mogelijk, maar nog belangrijker, zorg ervoor dat de machine elke keer consistent en nauwkeurig werkt. Merk op dat sommige wetenschapsbeurzen Rube Goldberg-machines niet toestaan ​​omdat ze geen kennis van de wetenschappelijke methode demonstreren.

Het bouwen van een knikkerbaan helpt je de concepten van potentiële en kinetische energie te herzien. U kunt schuimbuisisolatie gebruiken als de baan van de knikkerbaan, waarmee u verticale lussen kunt maken. Om het experiment te ontwerpen, moet je je voorstellen hoe hoog het begin van de baan moet zijn om de knikker voldoende energie te geven om een ​​lage lus van een bepaalde hoogte te voltooien. Test vervolgens je hypothese door een baan te maken met de start op die hoogte en kijk of de knikker de lus kan voltooien. Zo ja, bepaal dan of hij de lus op een lagere hoogte nog kan voltooien; zo niet, bepaal dan hoe hoog het begin van de baan moet zijn zodat de knikker voldoende potentiële energie heeft om de lus met succes te doorlopen.

Zelfgemaakte batterijen zijn meestal niet sterk genoeg om groot mechanisch werk te doen, maar ze kunnen de naald op een voltmeter verplaatsen. Om je eigen batterij te maken, doop je een aantal kleine vierkantjes keukenpapier in citroensap en maak je een stapel van items in de volgende volgorde: cent, met citroen doordrenkte handdoek, nikkel, met citroen doordrenkte handdoek, cent, met citroen doordrenkte handdoek, nikkel. U kunt vervolgens de twee sondes van de voltmeter aan beide uiteinden van uw muntbatterij plaatsen en registreren hoeveel volt elektriciteit de batterij heeft geproduceerd. Onderzoek en ontwerp een experiment om te bepalen hoe de batterij werkt -- verwissel citroensap voor andere vloeistoffen die u gebruikt denk dat zal werken, of verwissel de munten voor andere materialen, en kijk welke als echte batterijen werken op basis van voltmeter lezingen.