Enkla, men ändå utmanande snurrar har en historia med anor från 4000 år till det gamla Egypten. Lärare, studenter och forskare förundras över denna lilla leksaks demonstration av komplexa teorier och abstrakta begrepp inom teknik, fysik, jordvetenskap och till och med biologi. Momentum, tröghet, massa, gyroskopisk nedgång, friktion och energi blir tydliga genom att experimentera med en snurr.
Riktlinjer för vetenskapsprojekt
Ett omfattande vetenskapsprojekt innehåller en forskningsfråga, hypotes, procedur, resultat och slutsats. För att komma igång måste du ställa några frågor, till exempel "Hur fungerar det här?" och "Vad kommer att hända om jag ändrar en sak och hålla de andra förhållandena desamma? "Du förutsäger sedan effekterna av förändringarna, tittar på förhållandena och tänker som ett forskare. Efter att ha experimenterat för att se olika resultat observerar och registrerar du dina resultat.
Primära färger
Ett enkelt vetenskapligt projekt om additiva primärfärger fäster ett cirkeldiagram - med minst tre lika stora trianglar i grönt, rött och blått - till toppens yta. (Detta skiljer sig från primärfärgerna för pigment, som är röda, gula och blåa.) När toppen snurrar med sin snabbaste hastighet ser du en bländning av vitt istället för separata färger. För ett vetenskapsprojekt kan du använda regnbågens färger och visa hur färgerna blandas ihop och reflektion av ljus som kommer från dem. Att pröva fler färgmönster, svartvita virvlar och olika mönster kan också svara på frågan "Ändrar detta effekten på det mänskliga ögat?"
Massa
Om du manipulerar massan av en snurra kommer du att uppnå olika resultat för fart och livslängd för toppens snurr. Ett vetenskapsprojekt kan lägga mer vikt på botten av toppen eller nära omkretsen, med hjälp av material som modelleringslera eller brickor. Ditt projekt skulle svara på frågan "Hur påverkar det snurrningen och varför?"
Om du lägger på samma vikt på snurret, men flyttar den gradvis bort från omkretsen, kommer du att notera mindre rotation tröghet nära centrum, eftersom rotationsinerti beror inte bara på rotationsmassans massa utan också på platsen för massa. Du kan också utforska kinetisk och potentiell energi relaterad till friktionen som får toppen att sakta och slutligen sluta.
Ingenjör, fysik och teknik
Som en del av programmet Upward Bound Math and Science i augusti 2010 använde gymnasieelever i Georgetown, Delaware, teknikteknikavdelningen vid Delaware Technical & Community College för att bygga den mest effektiva snurrningen topp. Som ett tredelat projekt kan du utarbeta de tillämpade fysikbegreppen vikt, tyngdpunkt och rotationsinerti. För att bygga en snurra kommer du att experimentera med flera material - som aluminium, kartong, lera, skum, trä eller till och med en CD-skiva - och jämföra effekten på toppens snurr. De uppåtbundna studenterna använde ett datorstödd design eller CAD-program för att skapa en 3D-modell av deras topp.