Egg Drop - классический эксперимент для школьников средних и старших классов. Учащимся дают яйцо, которое они бросают с высокой точки (например, с крыши школы) на твердую поверхность (например, на парковку). Они должны спроектировать контейнер для яйца, в котором оно будет размещаться во время падения. Типичными носителями являются коробки из-под молока или коробки для обуви. Студенты могут модифицировать носитель, добавляя крылья, парашюты, внутренние части из пенопласта или даже подушки из зефира. Учащиеся формируют гипотезы о том, какой из носителей яиц будет эффективно защищать яйцо, а затем проверяют эти гипотезы. Эксперимент проводится не только для развлечения - хотя студентам он нравится. Он предназначен для обучения студентов взаимосвязи между силой и импульсом.
Законы движения Ньютона - это основные принципы, проиллюстрированные в эксперименте с падением яйца. Сэр Исаак Ньютон опубликовал свои «Законы движения» в 1687 году и коренным образом изменил представление ученых о мире, описав взаимосвязь между силой и движением. Первый из этих законов называется Законом инерции. В общих чертах, объект, который находится в движении, будет оставаться в движении, если на него не действует внешняя сила, а объект в состоянии покоя будет оставаться в состоянии покоя, если на него не действует внешняя сила.
Во втором законе Ньютона он обсуждает прямую связь между внешними силами, действующими на объект, и изменением количества движения объекта. Сила увеличивается по мере уменьшения времени, необходимого для изменения. Если поезд движется с постоянной скоростью и ему необходимо замедлить движение, сила, испытываемая пассажирами, будет больше, так как время для замедления короче.
Цель эксперимента с падением яйца - не дать яйцу разбиться при замедлении. Из законов Ньютона становится ясно, что для минимизации силы, испытываемой яйцом при ударе, студенты, проектирующие держатели яиц должны увеличивать время, в течение которого яйцо находится в состоянии покоя, или уменьшать скорость яйца во время крушение.
Чтобы уменьшить скорость яйца при ударе, ученики должны спроектировать свои держатели для яиц с повышенным сопротивлением воздуха. Увеличенная площадь поверхности на носителе, например, в форме летающего диска или парашюта, приведет к тому, что яйцо ударится о землю с меньшей скоростью. Чтобы увеличить время, в течение которого яйцо остается в покое, учащиеся должны снабдить свое яйцо чем-нибудь, чтобы поглотить часть силы удара. Губка или другая подушка в переноске не даст яйцу мгновенно остановиться, когда оно упадет на землю; яйцо продолжит движение в течение нескольких наносекунд, уменьшая силу. Благодаря этому эксперименту студенты также учатся формировать и проверять гипотезы и систематизированно записывать свои наблюдения.
