เสื้อปั่นสำหรับโครงงานวิทยาศาสตร์

เสื้อหมุนที่เรียบง่ายแต่ท้าทายมีประวัติย้อนหลังไปถึง 4,000 ปี จนถึงอียิปต์โบราณ ครู นักเรียน และนักวิทยาศาสตร์ประหลาดใจกับการสาธิตของเล่นชิ้นเล็กๆ นี้เกี่ยวกับทฤษฎีที่ซับซ้อนและแนวคิดเชิงนามธรรมในด้านวิศวกรรม ฟิสิกส์ ธรณีศาสตร์ และแม้กระทั่งชีววิทยา โมเมนตัม ความเฉื่อย มวล การเคลื่อนที่แบบไจโรสโคปิก การเสียดสี และพลังงาน จะชัดเจนขึ้นโดยการทดลองกับลูกข่างหมุน

โครงการวิทยาศาสตร์ที่ครอบคลุมประกอบด้วยคำถามการวิจัย สมมติฐาน ขั้นตอน ผลลัพธ์และข้อสรุป ในการเริ่มต้น คุณต้องถามคำถามสองสามข้อ เช่น "วิธีนี้ทำงานอย่างไร" และ "จะเกิดอะไรขึ้นถ้าฉันเปลี่ยนสิ่งหนึ่งและ รักษาเงื่อนไขอื่นๆ ให้เหมือนเดิม" แล้วคุณทำนายผลกระทบของการเปลี่ยนแปลง ดูเงื่อนไข และคิดเหมือน a นักวิทยาศาสตร์ หลังจากทดลองเพื่อดูผลลัพธ์ที่แตกต่างกัน คุณสังเกตและบันทึกผลลัพธ์ของคุณ

โครงการวิทยาศาสตร์ง่ายๆ เกี่ยวกับแม่สีเสริมติดแผนภูมิวงกลม โดยมีสามเหลี่ยมขนาดเท่ากันอย่างน้อยสามรูปในสีเขียว สีแดง และสีน้ำเงิน ไว้บนพื้นผิวด้านบน (ซึ่งแตกต่างจากสีหลักของเม็ดสี ได้แก่ สีแดง สีเหลือง และสีน้ำเงิน) เมื่อด้านบนหมุนด้วยความเร็วที่เร็วที่สุด คุณจะเห็นแสงจ้าเป็นสีขาวแทนที่จะเป็นสีที่แยกจากกัน สำหรับโครงงานวิทยาศาสตร์ คุณสามารถใช้สีของรุ้ง และสาธิตให้เห็นว่าสีผสมกันอย่างไรและการสะท้อนของแสงที่มาจากสีรุ้ง นอกจากนี้ การลองใช้รูปแบบสีมากขึ้น การหมุนวนสีดำและสีขาว และรูปแบบต่างๆ สามารถตอบคำถามว่า "สิ่งนี้เปลี่ยนผลกระทบต่อดวงตามนุษย์หรือไม่"

หากคุณควบคุมมวลของลูกข่าง คุณจะได้ผลลัพธ์ที่แตกต่างกันสำหรับโมเมนตัมและอายุขัยของการหมุนของลูกข่าง โครงการวิทยาศาสตร์สามารถเพิ่มน้ำหนักให้กับด้านล่างของด้านบนหรือใกล้ปริมณฑลโดยใช้วัสดุเช่นดินเหนียวหรือเครื่องซักผ้า โครงการของคุณจะตอบคำถามว่า "สิ่งนี้ส่งผลต่อการหมุนอย่างไร และทำไม"

หากคุณใส่น้ำหนักเท่ากันบนยอดหมุน แต่ขยับออกห่างจากเส้นรอบวงไปเรื่อย ๆ คุณจะสังเกตเห็นการหมุนน้อยลง ความเฉื่อยใกล้จุดศูนย์กลาง เพราะความเฉื่อยของการหมุนไม่ได้ขึ้นกับมวลของยอดปั่นเท่านั้น แต่ยังขึ้นกับตำแหน่งของ มวล. คุณยังสามารถสำรวจพลังงานจลน์และพลังงานศักย์ที่เกี่ยวข้องกับการเสียดสีที่ทำให้ส่วนบนช้าลงและหยุดในที่สุด

เป็นส่วนหนึ่งของโปรแกรม Upward Bound Math and Science ในเดือนสิงหาคม 2010 นักเรียนมัธยมปลายในเมืองจอร์จทาวน์ รัฐเดลาแวร์ ได้ใช้ แผนกเทคโนโลยีวิศวกรรมที่ Delaware Technical & Community College เพื่อสร้างการปั่นที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด ด้านบน ในโปรเจ็กต์สามส่วน คุณสามารถอธิบายเกี่ยวกับแนวคิดฟิสิกส์ประยุกต์เกี่ยวกับน้ำหนัก จุดศูนย์ถ่วง และความเฉื่อยในการหมุนได้ ในการสร้างลูกข่าง คุณจะต้องทดลองกับวัสดุหลายอย่าง เช่น อลูมิเนียม กระดาษแข็ง ดินเหนียว โฟม ไม้ หรือแม้แต่คอมแพคดิสก์ และเปรียบเทียบผลกระทบต่อการหมุนของลูกข่าง นักเรียน The Upward Bound ใช้การออกแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย หรือโปรแกรม CAD เพื่อสร้างแบบจำลองสามมิติของด้านบน