Ett framgångsrikt vetenskapsmässoprojekt inspirerar till kreativitet, uppmuntrar studenter att ifrågasätta deras antaganden och innebär i allmänhet något som trotsar gravitationen. Du kan konstruera en svävare för pappersplattor från några enkla material, och den tjänar till att visa flera viktiga fysiklagar. Projektet erbjuder många möjligheter för studenter att göra mätningar, registrera data och konstruera nya modifieringar för att förbättra svävare.
Material, konstruktion och fältprovning
Samla några material inklusive en engångspapper, en ballong, en sax och en flaska lim. En tårta för engångsbruk är idealisk för experimentet på grund av den upphöjda kanten och materialets hållbarhet. Limma en liten kartong på botten av plattan. Klipp den här biten från en separat pappersplatta och placera den i mitten av svävaren. Skapa ett litet hål genom mitten av plattan och kartongen med hjälp av din sax. Dra ballongöppningen genom bottenytan på plattans hål. Om hålet inte är tillräckligt stort, försök att förstora det tillräckligt för att passa ballongen. Dra inte större delen av ballongen genom hålet. Du kan behöva justera ballongens position när du spränger den. Blås upp ballongen och stäng öppningen för att förhindra att luft kommer ut. Använd ett platt, stort bord och placera plattan upp och ner så att ballongens öppning riktas mot marken. När du släpper ballongen strömmar luften omedelbart ut och nedåt och tvingar plattan att sväva över bordsytan.
Vetenskapen om svävare
Newtons tredje rörelselag säger att för varje handling finns en lika och motsatt reaktion. När det gäller pappersplattans svävare är den initiala åtgärden luftflödet, som ballongen projicerar nedåt mot bordet. När ballongen pressar ut luften ökar trycket under plattan. Den motsatta reaktionen i detta fall är svävare från bordets yta. Denna reaktion är bara möjlig eftersom svävare har mycket mindre tröghet än bordet, och så svävare reagerar på luftens rörelse ut ur ballongen genom att sväva uppåt mot kraften från allvar.
Experimenterande
När du väl har en fungerande svävare, försök att experimentera med modellen genom att justera några viktiga variabler. Till exempel kommer hålets storlek att påverka luftflödet från ballongen. Prova att förstora hålet i en andra svävare och jämför hur bra de två modellerna flyger. En annan intressant modifiering innebär att små hål i kanten på pappersplattan sticker. I stället för att luften kommer ut under plattan i alla riktningar lika, kommer detta att koncentrera en luftström i en enda riktning. Återigen med hänvisning till Newtons tredje lag, kommer luften som kommer ut från plattans sidohål att driva fartyget att röra sig i motsatt riktning, snarare än att det helt enkelt svävar på plats.
Mätningar och datainsamling
Du kan kvantitativt mäta lyftkraften för din svävare genom att placera små vikter på plattans övre yta. Starta detta experiment genom att samla in några enhetliga vikter; mynt skulle fungera bra för detta. Börja lägga till vikter och balansera fördelningen av massan över ytan tills båten inte längre stiger upp från bordet. Anteckna vikten som din första mätning och jämför den med lyftkraften för de andra svävare. Om du har försökt placera hål i sidan för att skapa en framdrivningsluftström, försök att mäta avståndet som din svävare kan färdas över rummet och jämföra dina resultat med de andra eleverna.
Andra projekt
Det finns inget mer tillfredsställande än att studenter kommer med sin egen, unika idé som fungerar. Ge eleverna några grundläggande material, såsom byggpapper, tejp, ispinnar, vad du än tror kan vara användbart vid modifiering av pappersplattor. Till exempel, med inspiration från naturen, kan eleverna försöka fästa en pappersfena eller vingar för att ge hantverket viss stabilitet under flygningen.