Veda za experimentom s poklesom vajec

Vajcová kvapka je klasický experiment na hodine prírodovedy pre študentov stredných a stredných škôl. Študenti dostanú vajíčko, ktoré spadne z najvyššieho bodu (napríklad zo strechy školy) na tvrdý povrch (napríklad na parkovisko). Pre vajíčko musia navrhnúť nosič, ktorý ho počas kvapky uloží. Typickými nosičmi sú škatule od mlieka alebo škatule od topánok. Študenti môžu nosič upraviť pridaním krídel, padákov, penových interiérov alebo dokonca vankúšov z marshmallow. Študenti zostavia hypotézy o tom, ktorý z nosičov vajec bude účinne chrániť vajíčko, a potom tieto hypotézy otestujú. Experiment neslúži iba na zábavu - hoci študentov to baví. Má učiť študentov o vzťahoch medzi silou a hybnosťou.

Newtonove zákony pohybu sú základné princípy ilustrované v experimente s poklesom vajíčok. Sir Isaac Newton publikoval svoje zákony pohybu v roku 1687 a zásadným spôsobom zmenil chápanie sveta vedcami opísaním vzťahu medzi silou a pohybom. Prvý z týchto zákonov sa označuje ako zákon zotrvačnosti. V základných pojmoch predmet, ktorý je v pohybe, zostane v pohybe, pokiaľ na neho nepôsobí vonkajšia sila, a objekt v pokoji zostane v pokoji, pokiaľ na neho nepôsobí vonkajšia sila.

instagram story viewer

V druhom Newtonovom zákone pojednáva o priamom vzťahu medzi vonkajšími silami pôsobiacimi na objekt a zmenou hybnosti objektu. Sila sa zvyšuje so znižovaním času potrebného na zmenu. Ak sa vlak pohybuje rovnomerným tempom a potrebuje spomaliť, bude sila, ktorú cestujúci pocítia, väčšia, pretože čas na spomalenie je kratší.

Cieľom experimentu s poklesom vajíčok je zabrániť tomu, aby sa vajíčko rozbilo pri spomaľovaní. Z Newtonových zákonov vyplýva, že aby sa minimalizovala sila, ktorú vajíčko zažíva pri dopade, študenti navrhujúci nosiče vajec musia zvýšiť dobu, po ktorú sa vajíčko nechá odpočívať, alebo znížiť rýchlosť vajíčka v čase zrážka.

Aby sa znížila rýchlosť vajec pri náraze, musia študenti navrhnúť svoje nosiče vajec tak, aby mali zvýšený odpor vzduchu. Zväčšená povrchová plocha na nosiči, napríklad tvar lietajúceho disku alebo padák, spôsobí, že vajíčko dopadne na zem pri nižšej rýchlosti. Na predĺženie doby, po ktorú vajíčko odpočíva, musia študenti svojmu vajíčku poskytnúť niečo, čo absorbuje časť sily nárazu. Špongia alebo iný vankúš v ich nosiči zabráni tomu, aby sa vajíčko okamžite zastavilo, keď dopadne na zem; vajíčko bude pokračovať v pohybe niekoľko nanosekúnd, čím sa zníži sila. Z tohto experimentu sa študenti tiež naučia formovať a testovať hypotézy a organizovane zapisovať svoje pozorovania.

Teachs.ru
  • Zdieľam
instagram viewer