Projekty vajíčkových kvapiek pomáhajú študentom preskúmať základné pojmy ako gravitácia, sila a zrýchlenie. V projekte kvapiek vajec sa môžu konkrétne podrobnosti a pravidlá líšiť. Všeobecnou myšlienkou je, aby študenti navrhli nádobu, ktorá umožní vajcu bezpečne spadnúť z rôznych výšok bez toho, aby sa zlomilo. Jedným z cieľov je často vyskúšať čo najmenšie množstvo materiálu. Projekty s vajíčkovými kvapkami kombinujú zručnosti pri riešení problémov so základnými princípmi inžinierstva a fyziky.
Zákony pohybu
Veda, ktorá stojí za vyriešením „problému“ padajúcich vajec, sa nachádza v zákonoch pohybu sira Isaaca Newtona. Prvý zákon hovorí, že predmet v pokoji zostane v pokoji a predmet v pohybe zostane v pohybe, pokiaľ na neho nebude pôsobiť vonkajšia nevyvážená sila. Tento zákon znamená, že ak sú sily pôsobiace na padajúce vajíčko rovnaké, zostanú v súčasnom stave pohybu. Ak použijete silu väčšiu ako sily pôsobiace na vajíčko, zrýchli sa to. „Zrýchlenie“ znamená každú zmenu rýchlosti - spomalenie, zrýchlenie alebo zmena smeru. Ak držíte vajíčko, sily, ktoré pôsobíte, sú rovnaké a vyvážené, čím sa eliminuje gravitačná sila. Preto zostáva v ruke nehybne. Ak vajíčko pustíte, gravitácia sa stane nevyváženou silou a spôsobí, že vajíčko spadne na zem.
Sila, hmotnosť a zrýchlenie
Druhý Newtonov zákon sa zaoberá vzťahom medzi hmotnosťou objektu, jeho zrýchlením a veľkosťou sily, ktorou pôsobí. Čím je predmet ťažší a čím rýchlejšie sa pohybuje, tým väčšiu silu vyvíja. Gravitácia spôsobuje, že padajúce objekty sa zrýchľujú rýchlosťou 32,2 stôp za sekundu na druhú. Znížením množstva hmoty v nádobe na vajcia znížite množstvo sily, ktorú vyvíja pri páde.
Rovnaké a protikladné
Tretí Newtonov zákon hovorí, že pre každú akciu existuje rovnaká a opačná reakcia. To znamená, že keď pôsobíte silou na predmet, objekt pôsobí silou späť na vás. Napríklad, ak ste stáli na člne a tlačili z doku, hoci ste dok tlačili, dok sa tlačil dozadu. To je to, čo spôsobí, že sa čln vzdiali od doku. Tento koncept je užitočný na pochopenie toho, prečo sa vajce rozbije, keď narazí na zem; zem vracia silu z vajíčka, keď sa stretáva so zemou. Použitie materiálov absorbujúcich nárazy môže pomôcť znížiť množstvo sily vymieňanej medzi zemou a vajíčkom.
Úspora energie
Zákon zachovania energie pomáha pochopiť, ako zmierniť vplyv vajca, ktoré padá na zem. Energia nemôže byť vytvorená ani zničená, iba prevedená. Keď predmet spadne na zem, časť jeho energie sa prenesie na zem, pričom si určitú energiu ponechá. To je dôvod, prečo sa lopta môže odraziť stále nižšie a nižšie. Nakoniec sa kinetická energia rozplynie a lopta sa prestane odrážať. Pochopením, že kinetická energia z pádu sa dá v priebehu času znížiť, sa študenti môžu pokúsiť minimalizovať silu nárazu padajúceho vajíčka pomocou materiálov, ktoré umožňujú odraz.