Spinning Tops for Science Prosjekter

Enkle, men utfordrende, snurretopper har en historie som går tilbake til 4000 år, til det gamle Egypt. Lærere, studenter og forskere undrer seg over dette lille leketøyets demonstrasjon av komplekse teorier og abstrakte begreper innen ingeniørfag, fysikk, jordvitenskap og til og med biologi. Momentum, treghet, masse, gyroskopisk presesjon, friksjon og energi blir tydelig ved å eksperimentere med en snurre.

Et omfattende vitenskapelig prosjekt inkluderer et forskningsspørsmål, hypotese, prosedyre, resultater og konklusjon. For å komme i gang må du stille noen spørsmål, for eksempel "Hvordan fungerer dette?" og "Hva vil skje hvis jeg endrer en ting og holde de andre forholdene de samme? "Du spår deretter effekten av endringene, ser på forholdene og tenker som en forsker. Etter å ha eksperimentert for å se forskjellige resultater, observerer og registrerer du resultatene.

Et enkelt vitenskapelig prosjekt om additive primærfarger fester et kakediagram - med minst tre like store trekanter i grønt, rødt og blått - til toppens overflate. (Dette er annerledes enn de primære fargene for pigmenter, som er røde, gule og blå.) Når toppen snurrer med sin høyeste hastighet, ser du en gjenskinn av hvitt i stedet for separate farger. For et vitenskapsprosjekt kan du bruke regnbuens farger og demonstrere hvordan farger blandes sammen og refleksjonen av lys som kommer fra dem. Å prøve flere fargemønstre, svarte og hvite virvler og forskjellige mønstre kan også svare på spørsmålet: "Endrer dette effekten på det menneskelige øye?"

Hvis du manipulerer massen til en snurre, vil du oppnå forskjellige resultater for momentum og levetid for toppens snurr. Et vitenskapelig prosjekt kan legge til mer vekt på bunnen av toppen eller nær omkretsen, ved hjelp av materialer som modellering leire eller skiver. Prosjektet ditt vil svare på spørsmålet "Hvordan påvirker dette spinnet, og hvorfor?"

Hvis du legger like mye vekt på snurretoppen, men flytter den gradvis vekk fra omkretsen, vil du merke mindre rotasjon treghet nær sentrum, fordi rotasjonsinerti avhenger ikke bare av massen til snurretoppen, men også av plasseringen av masse. Du kan også utforske kinetisk og potensiell energi relatert til friksjonen som får toppen til å sakte og til slutt stoppe.

Som en del av Upward Bound Math and Science-programmet i august 2010 brukte videregående studenter i Georgetown, Delaware, ingeniørteknologiavdelingen ved Delaware Technical & Community College for å bygge den mest effektive spinning topp. Som et tredelt prosjekt kan du utdype de anvendte fysikkbegrepene vekt, tyngdepunkt og rotasjonsinerti. For å bygge en snurreplate, vil du eksperimentere med flere materialer - som aluminium, papp, leire, skum, tre eller til og med en CD - og sammenligne effekten på toppens snurr. De oppadgående studentene brukte et datastøttet design eller CAD-program for å lage en 3D-modell av toppen.