Каждый раз, когда мяч подпрыгивает, работает наука. Каждый раз, когда сердце спортсмена бьется, наука работает. Мир спорта предоставляет множество возможностей для проектов научной ярмарки, которые могут удовлетворить собственные интересы студентов. Каждый проект должен начинаться с вопроса. Затем ученик придумывает эксперимент или набор наблюдений, чтобы ответить на этот фундаментальный вопрос. «Как» и «почему» в теннисе переносят любителей спорта с научными взглядами в область физики.
Фактор отказов
•••Изображение теннисной сетки Уоррена Миллара из Fotolia.com
Что заставляет одни теннисные мячи отскакивать выше или чаще, чем другие? В этом проекте исследуется фактор отскока мяча на основе марки мяча, возраста мяча и поверхности отскока. Пол Доэрти из Exploratorium объясняет, что фактор отскока мяча может повлиять на исход игры или матча. Для этого проекта ученикам понадобится помощник, чтобы сбрасывать шары с заданной высоты - той же высоты. каждый раз - и способ измерить высоту каждого отскока, например, столб или стена, отмеченные измеренным приращения. Очень важно отслеживать, какие мячи и поверхности дают какие-то результаты, поэтому делайте заметки. Графическое изображение результатов переведет ваш список измерений в визуально значимую форму, которую смогут увидеть учителя или зрители.
Горячий и холодный
•••Изображение теннисистки от jimcox40 из Fotolia.com
Влияет ли температура на отскок? Попробуйте другой тип теста на отскок, с добавленным элементом термодинамики, выясняя, влияет ли нагревание или охлаждение мяча на то, как на него действует давление воздуха. Используйте как минимум шесть шаров - три нагретых и три охлаждаемых. Обязательно нагрейте шары безопасным способом, например грелкой или на жарком солнце, и тщательно измерьте их температуру. Cislunar Aerospace предлагает другие детали и варианты этого проекта.
Сладкое пятно
•••le joueur de tennis изображение Фрэнсиса Лемпериера из Fotolia.com
Спортсмены знают, что каждая ракетка - как и каждая бейсбольная бита или ракетка для пинг-понга - имеет «золотую середину». Этот пятно производит самый точный удар, передавая максимальную энергию мячу с наименьшим количеством дополнительных вибрации. Где золотая середина твоей ракетки? Повесьте ракетку на веревку и осторожно держите ее между большим и указательным пальцами. Попросите друга постучать мячом по всей поверхности и ободу ракетки, чтобы вы могли отобразить, как разные точки на ракетке по-разному создают вибрации. Продвинутые студенты могут захотеть разработать механизм для измерения вибраций, а не полагаться на субъективные впечатления.
Измерение движения
•••изображение тенниса Снежаны Скундрич из Fotolia.com
То, как мы измеряем скорость и продолжительность мяча, может быть столь же интересным, как и то, как мы их производим. Cislunar Aerospace предлагает снимать теннисную подачу на видео, но вы можете получить еще более точные результаты с помощью цифровой видеокамеры. Если вы записываете всю подачу, пока мяч не коснется корта или ракетки соперника, вы сможете рассчитать время полета мяча. Посмотрите запись несколько раз по секундомеру. Затем продвигайте запись, кадр за кадром, от одного удара к другому и подсчитайте, сколько кадров потребуется. Сравните свои наблюдения с секундомером с покадровым измерением. Чтобы продолжить этот эксперимент, измерьте расстояние записанной вами подачи; Используя свои измерения времени и расстояния, вы можете рассчитать скорость мяча. Общество инженеров-женщин предлагает построить график скорости мяча в различных точках его траектории.