Proste, ale wymagające, bączki mają historię sięgającą 4000 lat, aż do starożytnego Egiptu. Nauczyciele, uczniowie i naukowcy zachwycają się prezentacją tej małej zabawki złożonych teorii i abstrakcyjnych pojęć z dziedziny inżynierii, fizyki, nauk o Ziemi, a nawet biologii. Pęd, bezwładność, masa, żyroskopowa precesja, tarcie i energia stają się jasne dzięki eksperymentom z bączkiem.
Wytyczne dotyczące projektów naukowych
Kompleksowy projekt naukowy zawiera pytanie badawcze, hipotezę, procedurę, wyniki i wnioski. Aby rozpocząć, musisz zadać kilka pytań, na przykład „Jak to działa?” i „Co się stanie, jeśli zmienię jedną rzecz i zachować pozostałe warunki bez zmian?” Następnie przewidujesz skutki zmian, patrząc na warunki i myśląc jak a naukowiec. Po eksperymentowaniu, aby zobaczyć różne wyniki, obserwujesz i zapisujesz swoje wyniki.
Kolory podstawowe
Prosty projekt naukowy dotyczący addytywnych kolorów podstawowych dołącza do górnej powierzchni wykres kołowy — z co najmniej trzema trójkątami równej wielkości w kolorach zielonym, czerwonym i niebieskim. (Różni się to od podstawowych kolorów pigmentów, czyli czerwonego, żółtego i niebieskiego.) Gdy górna część obraca się z największą prędkością, zamiast oddzielnych kolorów widać odblaski bieli. W projekcie naukowym możesz użyć kolorów tęczy i zademonstrować, jak kolory mieszają się ze sobą i jak odbijają się od nich światło. Ponadto wypróbowanie większej liczby wzorów kolorów, czarno-białych zawijasów i innych wzorów może odpowiedzieć na pytanie: „Czy to zmienia wpływ na ludzkie oko?”
Masa
Jeśli manipulujesz masą bączka, osiągniesz różne wyniki dla rozmachu i trwałości wirowania bączka. Projekt naukowy mógłby zwiększyć wagę dolnej części górnej części lub w pobliżu obwodu, wykorzystując materiały takie jak plastelina lub podkładki. Twój projekt odpowiedziałby na pytanie: „Jak to wpływa na wirowanie i dlaczego?”
Jeśli nałożysz taką samą ilość ciężaru na bączek, ale stopniowo odsuwasz go od obwodu, zauważysz mniejszą rotację bezwładność w pobliżu środka, ponieważ bezwładność obrotowa zależy nie tylko od masy bączka, ale także od położenia masa. Możesz także zbadać energię kinetyczną i potencjalną związaną z tarciem, które powoduje, że góra zwalnia i ostatecznie zatrzymuje się.
Inżynieria, Fizyka i Technologia
W ramach programu Upward Bound Math and Science w sierpniu 2010 r. uczniowie szkół średnich z Georgetown w stanie Delaware korzystali wydział technologii inżynieryjnych w Delaware Technical & Community College w celu zbudowania najbardziej wydajnego przędzenia Top. Jako trzyczęściowy projekt możesz rozwinąć koncepcje ciężaru, środka ciężkości i bezwładności obrotowej w fizyce stosowanej. Aby zbudować bączek, poeksperymentuj z kilkoma materiałami – takimi jak aluminium, karton, glina, pianka, drewno, a nawet płyta kompaktowa – i porównaj wpływ na rotację bączka. Studenci Upward Bound wykorzystali program do projektowania wspomaganego komputerowo lub CAD, aby stworzyć trójwymiarowy model swojej góry.