Un proiect de târg științific de succes inspiră creativitatea, îi determină pe elevi să-și pună la îndoială ipotezele și implică, în general, ceva care sfidează gravitația. Puteți construi un hovercraft pentru plăci de hârtie din câteva materiale simple și servește pentru a demonstra câteva legi importante ale fizicii. Proiectul oferă o mulțime de oportunități studenților de a lua măsurători, de a înregistra date și de a proiecta noi modificări pentru a îmbunătăți performanța hovercraft-ului.
Materiale, construcții și încercări pe teren
Colectați câteva materiale, inclusiv o placă de hârtie de unică folosință, un balon, o foarfecă și o sticlă de lipici. O farfurie de unică folosință este ideală pentru experiment, datorită marginii ridicate și a durabilității materialului. Lipiți un mic pătrat de carton pe fundul farfuriei. Tăiați această bucată dintr-o placă de hârtie separată și așezați-o în centrul hovercraft-ului. Folosind foarfeca, creați o gaură mică prin centrul plăcii și pătratul de carton. Trageți deschiderea balonului prin suprafața inferioară a găurii plăcii. Dacă gaura nu este suficient de mare, încercați să o măriți suficient pentru a se potrivi cu balonul. Nu trageți majoritatea balonului prin gaură. Este posibil să trebuiască să reglați poziționarea balonului pe măsură ce continuați să explodați. Umflați balonul și închideți orificiul pentru a preveni scurgerea aerului. Folosind o masă plată, mare, așezați placa cu capul în jos, astfel încât deschiderea balonului să fie îndreptată spre sol. Când eliberați balonul, aerul va curge imediat în afară și în jos, forțând placa să plutească pe suprafața mesei.
Știința Hovercrafts
A treia lege a mișcării lui Newton afirmă că pentru fiecare acțiune există o reacție egală și opusă. În cazul hovercraft-ului cu plăci de hârtie, acțiunea inițială este fluxul de aer, pe care balonul îl proiectează în jos spre masă. Pe măsură ce balonul stoarce aerul, presiunea sub placă crește. Reacția opusă în acest caz este zborul hovercraftului de pe suprafața mesei. Această reacție este posibilă doar deoarece hovercraft-ul are mult mai puțină inerție decât masa, și astfel hovercraftul reacționează la mișcarea aerului din balon plutind în sus împotriva forței de gravitatie.
Experimentare
După ce aveți un hovercraft de lucru, încercați să experimentați cu modelul ajustând câteva variabile importante. De exemplu, dimensiunea găurii va afecta viteza de curgere a aerului din balon. Încercați să măriți gaura într-un al doilea hovercraft și comparați cât de bine zboară cele două modele. O altă modificare interesantă presupune introducerea unor găuri mici în marginea plăcii de hârtie. În loc să scape aerul de sub placă în toate direcțiile în mod egal, acesta va concentra un flux de aer într-o singură direcție. Referindu-ne din nou la a treia lege a lui Newton, acțiunea aerului care scapă de gaura laterală a plăcii va propulsa nava să se deplaseze în direcția opusă, mai degrabă decât să plutească pur și simplu în poziție.
Măsurători și colectarea datelor
Puteți măsura cantitativ puterea de ridicare a hovercraft-ului dvs. plasând greutăți mici pe suprafața superioară a plăcii. Începeți acest experiment prin colectarea unor greutăți uniforme; monedele ar funcționa bine pentru asta. Începeți să adăugați greutăți, echilibrând distribuția masei pe suprafață, până când ambarcațiunea nu se mai ridică de pe masă. Notați greutatea ca primă măsurare și comparați-o cu puterea de ridicare a celorlalte modele de hovercraft. Dacă ați încercat să plasați găuri în lateral pentru a crea un flux de aer de propulsie, încercați să măsurați distanța pe care hovercraft-ul dvs. o poate parcurge prin cameră și comparați rezultatele cu ceilalți studenți.
Alte proiecte
Nu este nimic mai satisfăcător decât studenții care vin cu propria lor idee unică care funcționează. Oferiți elevilor câteva materiale de bază, cum ar fi hârtie de construcție, bandă, bastoane de gheață, orice credeți că ar putea fi util în modificarea hovercraft-urilor pentru plăci de hârtie. De exemplu, inspirându-se din natură, elevii ar putea încerca să atașeze o aripă de hârtie sau aripi, pentru a oferi ambarcațiunii o anumită stabilitate în timpul zborului.