Os projetos de queda do ovo ajudam os alunos a explorar conceitos básicos como gravidade, força e aceleração. Em um projeto de queda do ovo, os detalhes e regras específicos podem variar. A ideia geral é fazer com que os alunos projetem um recipiente que permita que um ovo caia com segurança de várias alturas sem quebrar. Freqüentemente, um dos objetivos é tentar usar o mínimo de material possível. Projetos de queda de ovo combinam habilidades de resolução de problemas com princípios básicos de engenharia e física.
Leis do movimento
A ciência por trás da solução do "problema" do ovo que cai é encontrada nas leis do movimento de Sir Isaac Newton. A primeira lei afirma que um objeto em repouso permanecerá em repouso e um objeto em movimento permanecerá em movimento, a menos que seja acionado por uma força externa desequilibrada. Essa lei significa que, se as forças que atuam sobre um ovo em queda forem iguais, ele permanecerá em seu estado atual de movimento. Se uma força maior do que a que atua no ovo for aplicada, ele irá acelerar. "Aceleração" significa qualquer mudança na velocidade - desacelerando, acelerando ou mudando de direção. Se você segura um ovo, as forças que está aplicando são iguais e equilibradas, cancelando a força da gravidade. Portanto, ele permanece imóvel em sua mão. Se você soltar o ovo, a gravidade se tornará uma força desequilibrada e fará com que o ovo caia no chão.
Força, Massa e Aceleração
A segunda lei de Newton trata da relação entre a massa de um objeto, sua aceleração e a quantidade de força que ele exerce. Quanto mais pesado é um objeto e quanto mais rápido ele se desloca, mais força ele exerce. A gravidade faz com que os objetos em queda acelerem a uma taxa de 32,2 pés por segundo ao quadrado. Ao reduzir a quantidade de massa no recipiente para ovos, você está reduzindo a quantidade de força que ele exerce ao cair.
Igual e Oposto
A terceira lei de Newton afirma que, para cada ação, há uma reação igual e oposta. Isso significa que quando você exerce uma força sobre um objeto, o objeto exerce uma força de volta sobre você. Por exemplo, se você estivesse em um barco e fosse empurrado para fora da doca, mesmo que estivesse empurrando a doca, a doca foi empurrada para trás. É isso que faz com que o barco se afaste do cais. Esse conceito é útil para entender por que um ovo se quebra ao atingir o solo; o solo está devolvendo a força do ovo quando ele encontra o solo. O uso de materiais de absorção de choque pode ajudar a reduzir a quantidade de força trocada entre o solo e o ovo.
Conservação de energia
A lei da conservação de energia ajuda a entender como mitigar o efeito de um ovo que está caindo ao solo. A energia não pode ser criada ou destruída, apenas transferida. Quando um objeto cai no solo, parte de sua energia é transferida para o solo, enquanto ele retém parte da energia. É por isso que uma bola pode ricochetear cada vez mais baixo. Eventualmente, a energia cinética se dissipa e a bola para de quicar. Ao compreender que a energia cinética de uma queda pode ser diminuída com o tempo, os alunos podem tentar minimizar a força do impacto de um ovo em queda usando materiais que permitem um salto.