Bakgrunnsinformasjon om eggdråpeeksperimenter

Eggfallsprosjekter hjelper studentene med å utforske grunnleggende konsepter som tyngdekraft, kraft og akselerasjon. I et eggdråpsprosjekt kan de spesifikke detaljene og reglene variere. Den generelle ideen er å la elevene designe en beholder som gjør at et egg trygt kan falle fra forskjellige høyder uten å bryte. Ofte er et av målene å prøve å bruke minst mulig materiale. Egg drop-prosjekter kombinerer problemløsningsferdigheter med grunnleggende prinsipper for ingeniørfag og fysikk.

Vitenskapen bak å løse det "fallende egget" problemet "finnes i Sir Isaac Newtons bevegelseslover. Den første loven sier at et objekt i ro vil forbli i ro, og et objekt i bevegelse vil forbli i bevegelse, med mindre det blir handlet av en ekstern ubalansert kraft. Denne loven betyr at hvis kreftene som virker på et fallende egg er like, vil den forbli i sin nåværende bevegelsestilstand. Hvis en kraft større enn de som virker på egget påføres, vil den akselerere. "Akselerasjon" betyr en hvilken som helst endring i hastighet - bremser, setter fart eller endrer retning. Hvis du holder et egg, er kreftene du bruker like og balanserte, og tyngdekraften blir fjernet. Derfor forblir den urørlig i hånden din. Hvis du slipper egget, blir tyngdekraften en ubalansert kraft og får egget til å falle til bakken.

Newtons andre lov omhandler forholdet mellom et objekts masse, dets akselerasjon og mengden kraft det utøver. Jo tyngre en gjenstand er, og jo raskere den beveger seg, jo mer kraft utøver den. Tyngdekraften fører til at fallende gjenstander akselererer med en hastighet på 32,2 fot per sekund i kvadrat. Ved å redusere mengden masse i eggbeholderen, reduserer du mengden kraft den utøver når den faller.

Newtons tredje lov sier at for hver handling er det en lik og motsatt reaksjon. Det betyr at når du utøver en kraft på et objekt, utøver objektet en kraft tilbake på deg. For eksempel, hvis du sto på en båt og skjøvet ut av kaien, selv om du presset kaien, skjøvet kaien tilbake. Det er dette som får båten til å bevege seg vekk fra kaien. Dette konseptet er nyttig for å forstå hvorfor et egg går i stykker når det treffer bakken; bakken returnerer kraften fra egget når det møter bakken. Bruk av støtdempende materialer kan bidra til å redusere mengden kraft som utveksles mellom bakken og egget.

Loven om bevaring av energi hjelper til med å forstå hvordan man kan dempe effekten av et egg som faller til bakken. Energi kan verken skapes eller ødelegges, bare overføres. Når et objekt faller til bakken, overføres noe av energien til bakken, mens det beholder litt energi. Dette er grunnen til at en ball kan sprette lavere og lavere hver gang. Til slutt forsvinner den kinetiske energien og ballen slutter å sprette. Ved å forstå at kinetisk energi fra et fall kan reduseres over tid, kan studentene prøve å minimere slagkraften fra et fallende egg ved å bruke materialer som muliggjør en sprett.