Bakgrundsinformation om äggdroppexperiment

Äggdroppsprojekt hjälper eleverna att utforska grundläggande begrepp som gravitation, kraft och acceleration. I ett äggdroppsprojekt kan de specifika detaljerna och reglerna variera. Den allmänna idén är att få eleverna att utforma en behållare som gör att ett ägg kan falla säkert från olika höjder utan att bryta. Ofta är ett av målen att försöka använda så lite material som möjligt. Äggdroppsprojekt kombinerar problemlösningskunskaper med grundläggande principer för teknik och fysik.

Vetenskapen bakom att lösa det "fallande äggets" problem "finns i Sir Isaac Newtons rörelser. Den första lagen säger att ett objekt i vila kommer att stanna i vila, och ett objekt i rörelse kommer att förbli i rörelse, såvida det inte påverkas av en extern obalanserad kraft. Denna lag innebär att om de krafter som verkar på ett fallande ägg är lika, kommer det att förbli i sitt nuvarande rörelsetillstånd. Om en kraft som är större än de som verkar på ägget appliceras accelererar den. "Acceleration" betyder varje hastighetsförändring - saktar ner, påskyndar eller ändrar riktning. Om du håller ett ägg är de krafter du applicerar lika och balanserade, och tyngdkraften upphävs. Därför förblir den orörlig i din hand. Om du släpper ägget blir tyngdkraften en obalanserad kraft och får ägget att falla till marken.

Newtons andra lag behandlar förhållandet mellan ett objekts massa, dess acceleration och mängden kraft det utövar. Ju tyngre ett föremål är och ju snabbare det rör sig, desto mer kraft utövar det. Gravitation orsakar fallande föremål att accelerera med en hastighet av 32,2 fot per sekund i kvadrat. Genom att minska mängden massa i äggbehållaren minskar du mängden kraft som den utövar när den faller.

Newtons tredje lag säger att för varje handling finns en lika och motsatt reaktion. Det betyder att när du utövar en kraft på ett objekt, utövar objektet en kraft tillbaka på dig. Till exempel, om du stod på en båt och sköt av bryggan, även om du körde bryggan, sköt dockan tillbaka. Det är detta som får båten att röra sig bort från bryggan. Detta koncept är användbart för att förstå varför ett ägg går sönder när det träffar marken; marken återvänder kraften från ägget när det möter marken. Att använda stötdämpande material kan hjälpa till att minska mängden kraft som utbyts mellan marken och ägget.

Lagen om bevarande av energi hjälper till att förstå hur man kan mildra effekten av ett ägg som faller till marken. Energi kan varken skapas eller förstöras, bara överföras. När ett föremål faller till marken överförs en del av dess energi till marken medan det behåller lite energi. Det är därför en boll kan studsa lägre och lägre varje gång. Så småningom försvinner den kinetiska energin och bollen slutar studsa. Genom att förstå att kinetisk energi från ett fall kan minskas med tiden kan eleverna försöka minimera kraften från stöten från ett fallande ägg genom att använda material som möjliggör en studs.