История простых, но сложных волчков насчитывает 4000 лет, начиная с Древнего Египта. Учителя, студенты и ученые восхищаются этой маленькой игрушкой, демонстрирующей сложные теории и абстрактные концепции в области инженерии, физики, наук о Земле и даже биологии. Импульс, инерция, масса, гироскопическая прецессия, трение и энергия становятся понятными после экспериментов с волчком.
Руководство по научному проекту
Комплексный научный проект включает в себя исследовательский вопрос, гипотезу, процедуру, результаты и заключение. Для начала вам нужно задать несколько вопросов, например «Как это работает?». и "Что будет, если я изменю что-то и сохранить другие условия такими же? »Затем вы прогнозируете последствия изменений, глядя на условия и думая, как ученый. После экспериментов, чтобы увидеть различные результаты, вы наблюдаете и записываете свои результаты.
Основные цвета
Простой научный проект об аддитивных основных цветах прикрепляет круговую диаграмму - по крайней мере, с тремя треугольниками одинакового размера - зеленым, красным и синим - к поверхности. (Это отличается от основных цветов пигментов: красного, желтого и синего.) Когда волчок вращается с максимальной скоростью, вы видите белые блики вместо отдельных цветов. Для научного проекта вы можете использовать цвета радуги и продемонстрировать, как цвета смешиваются вместе и как отражается исходящий от них свет. Кроме того, если вы попробуете больше цветовых узоров, черно-белых завитков и различных узоров, можно будет ответить на вопрос: «Изменится ли это влияние на человеческий глаз?»
Масса
Если вы манипулируете массой волчка, вы добьетесь разных результатов в отношении импульса и продолжительности вращения волчка. В рамках научного проекта можно было бы увеличить вес нижней части верха или около периметра, используя такие материалы, как пластилин или шайбы. Ваш проект ответит на вопрос: «Как это влияет на вращение и почему?»
Если вы положите такой же вес на волчок, но постепенно отодвинете его от периметра, вы заметите меньшее вращение волчка. инерция около центра, потому что инерция вращения зависит не только от массы волчка, но и от расположения волчка. масса. Вы также можете исследовать кинетическую и потенциальную энергию, связанную с трением, которое заставляет волчок замедляться и в конечном итоге останавливаться.
Инженерия, физика и технологии
В рамках программы по математике и естественным наукам в августе 2010 года старшеклассники Джорджтауна, штат Делавэр, использовали отдел инженерных технологий Технического и муниципального колледжа штата Делавэр для создания наиболее эффективных прядильных машин. вершина. В рамках проекта, состоящего из трех частей, вы можете подробно рассказать о таких понятиях прикладной физики, как вес, центр тяжести и инерция вращения. Чтобы построить волчок, вы поэкспериментируете с несколькими материалами - такими как алюминий, картон, глина, пена, дерево или даже компакт-диск - и сравните влияние на вращение волчка. Студенты программы Upward Bound использовали программу автоматизированного проектирования или САПР для создания трехмерной модели своего верха.