วิทยาศาสตร์เบื้องหลังการทดลองวางไข่

Egg Drop เป็นการทดลองในชั้นเรียนวิทยาศาสตร์แบบคลาสสิกสำหรับนักเรียนมัธยมต้นหรือมัธยมปลาย นักเรียนจะได้รับไข่เพื่อหย่อนจากที่สูง (เช่น หลังคาโรงเรียน) ลงบนพื้นแข็ง (เช่น ลานจอดรถ) พวกเขาต้องออกแบบกรงสำหรับวางไข่ในช่วงที่ตกไข่ ผู้ให้บริการทั่วไปคือกล่องนมหรือกล่องรองเท้า นักเรียนสามารถปรับเปลี่ยนเป้อุ้มโดยเพิ่มปีก ร่มชูชีพ โฟมภายใน หรือแม้แต่เบาะรองนั่งมาร์ชเมลโล่ นักเรียนตั้งสมมติฐานว่าตัวพาหะไข่ตัวใดจะปกป้องไข่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ จากนั้นจึงทดสอบสมมติฐานเหล่านั้น การทดลองนี้ไม่ได้ทำเพื่อความสนุกสนานเท่านั้น แม้ว่านักเรียนจะสนุกกับมันก็ตาม มีวัตถุประสงค์เพื่อสอนนักเรียนเกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างแรงและโมเมนตัม

กฎการเคลื่อนที่ของนิวตันเป็นหลักการพื้นฐานที่แสดงในการทดลองการตกไข่ เซอร์ไอแซก นิวตัน ตีพิมพ์กฎการเคลื่อนที่ของเขาในปี ค.ศ. 1687 และได้เปลี่ยนแปลงความเข้าใจของนักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับโลกโดยพื้นฐานด้วยการอธิบายความสัมพันธ์ระหว่างแรงและการเคลื่อนที่ กฎข้อแรกเหล่านี้เรียกว่ากฎความเฉื่อย ในแง่พื้นฐาน วัตถุที่กำลังเคลื่อนที่จะคงการเคลื่อนที่เว้นแต่จะมีแรงภายนอกมากระทำกับวัตถุนั้น และวัตถุที่อยู่นิ่งจะคงนิ่งเว้นแต่จะมีแรงภายนอกมากระทำกับวัตถุนั้น

ในกฎข้อที่สองของนิวตัน เขาได้กล่าวถึงความสัมพันธ์โดยตรงระหว่างแรงภายนอกที่กระทำต่อวัตถุกับการเปลี่ยนแปลงของโมเมนตัมของวัตถุ แรงเพิ่มขึ้นตามเวลาที่จำเป็นสำหรับการเปลี่ยนแปลงลดลง หากรถไฟเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่และจำเป็นต้องชะลอความเร็ว แรงที่ผู้โดยสารจะได้รับก็จะมากขึ้นตามระยะเวลาในการชะลอความเร็วที่สั้นลง

วัตถุประสงค์ของการทดลองการตกไข่คือเพื่อป้องกันไม่ให้ไข่แตกขณะที่มันเคลื่อนที่ช้าลง จากกฎของนิวตันเป็นที่ชัดเจนว่า เพื่อลดแรงที่ไข่ตกกระทบให้เหลือน้อยที่สุด นักเรียนออกแบบ ตัวพาไข่ต้องเพิ่มเวลาที่นำไข่ไปพักหรือลดความเร็วของไข่ในขณะนั้น ความผิดพลาด

เพื่อลดความเร็วของไข่เมื่อกระทบ นักเรียนจะต้องออกแบบพาหะของไข่ให้มีแรงต้านอากาศเพิ่มขึ้น พื้นที่ผิวที่เพิ่มขึ้นบนตัวพา เช่น รูปทรงจานบินหรือร่มชูชีพ จะทำให้ไข่กระแทกพื้นด้วยความเร็วที่ต่ำลง เพื่อเพิ่มระยะเวลาที่ไข่จะพัก นักเรียนต้องจัดหาสิ่งที่จะดูดซับแรงกระแทกบางส่วนให้กับไข่ ฟองน้ำหรือเบาะอื่น ๆ ในพาหะจะป้องกันไม่ให้ไข่หยุดทันทีเมื่อกระทบพื้น ไข่จะเคลื่อนที่ต่อไปเป็นเวลาสองสามนาโนวินาที ทำให้แรงลดลง จากการทดลองนี้ นักเรียนยังได้เรียนรู้ที่จะสร้างและทดสอบสมมติฐานและเขียนข้อสังเกตของพวกเขาอย่างเป็นระบบ

  • แบ่งปัน
instagram viewer