Egg drop-projecten helpen studenten basisconcepten zoals zwaartekracht, kracht en versnelling te verkennen. In een eierdruppelproject kunnen de specifieke details en regels variëren. Het algemene idee is om studenten een container te laten ontwerpen waarmee een ei veilig van verschillende hoogtes kan vallen zonder te breken. Vaak is een van de doelen om zo min mogelijk materiaal te gebruiken. Egg drop-projecten combineren probleemoplossende vaardigheden met basisprincipes van techniek en natuurkunde.
Bewegingswetten
De wetenschap achter het oplossen van het "probleem" van het vallende ei is te vinden in de bewegingswetten van Sir Isaac Newton. De eerste wet stelt dat een object in rust in rust zal blijven, en een object in beweging zal in beweging blijven, tenzij er een externe onevenwichtige kracht op inwerkt. Deze wet betekent dat als de krachten die op een vallend ei werken gelijk zijn, het in zijn huidige bewegingstoestand blijft. Als er een kracht wordt uitgeoefend die groter is dan die op het ei, zal het versnellen. "Versnelling" betekent elke verandering in snelheid - vertragen, versnellen of van richting veranderen. Als je een ei vasthoudt, zijn de krachten die je uitoefent gelijk en uitgebalanceerd, waardoor de zwaartekracht wordt opgeheven. Daarom blijft het onbeweeglijk in uw hand. Als je het ei loslaat, wordt de zwaartekracht een onevenwichtige kracht en valt het ei op de grond.
Kracht, massa en versnelling
De tweede wet van Newton gaat over de relatie tussen de massa van een object, zijn versnelling en de hoeveelheid kracht die het uitoefent. Hoe zwaarder een voorwerp is en hoe sneller het reist, hoe meer kracht het uitoefent. Zwaartekracht zorgt ervoor dat vallende voorwerpen versnellen met een snelheid van 32, 2 voet per seconde in het kwadraat. Door de hoeveelheid massa in de eiercontainer te verminderen, vermindert u de hoeveelheid kracht die het uitoefent als het valt.
Gelijk en tegenovergestelde
De derde wet van Newton stelt dat er voor elke actie een gelijke en tegengestelde reactie is. Dat betekent dat wanneer je een kracht uitoefent op een voorwerp, het voorwerp een kracht terug op jou uitoefent. Als u bijvoorbeeld op een boot stond en van het dok afduwde, ook al duwde u het dok, duwde het dok terug. Dit zorgt ervoor dat de boot van het dok weg beweegt. Dit concept is nuttig om te begrijpen waarom een ei breekt wanneer het de grond raakt; de grond geeft de kracht van het ei terug als het de grond raakt. Het gebruik van schokabsorberende materialen kan helpen de hoeveelheid kracht die wordt uitgewisseld tussen de grond en het ei te verminderen.
Behoud van energie
De wet van behoud van energie helpt te begrijpen hoe het effect van een ei dat op de grond valt, kan worden verminderd. Energie kan niet worden gecreëerd of vernietigd, alleen worden overgedragen. Wanneer een voorwerp op de grond valt, wordt een deel van zijn energie naar de grond overgebracht, terwijl het wat energie vasthoudt. Dit is de reden waarom een bal elke keer lager en lager kan stuiteren. Uiteindelijk verdwijnt de kinetische energie en stopt de bal met stuiteren. Door te begrijpen dat de kinetische energie van een val in de loop van de tijd kan afnemen, kunnen studenten proberen de impact van een vallend ei te minimaliseren door materialen te gebruiken die stuiteren mogelijk maken.