Yumurta bırakma projeleri, öğrencilerin yerçekimi, kuvvet ve ivme gibi temel kavramları keşfetmelerine yardımcı olur. Bir yumurta bırakma projesinde, belirli ayrıntılar ve kurallar değişebilir. Genel fikir, öğrencilerin bir yumurtanın çeşitli yüksekliklerden kırılmadan güvenli bir şekilde düşmesini sağlayacak bir kap tasarlamasını sağlamaktır. Çoğu zaman, amaçlardan biri, mümkün olduğunca az miktarda malzemeyi denemek ve kullanmaktır. Yumurta bırakma projeleri, problem çözme becerilerini mühendislik ve fiziğin temel ilkeleriyle birleştirir.
Hareket kanunları
Düşen yumurta "problemini" çözmenin arkasındaki bilim, Sir Isaac Newton'un hareket yasalarında bulunur. Birinci yasa, hareketsiz bir cismin hareketsiz kalacağını ve hareket halindeki bir cismin üzerine dengesiz bir dış kuvvet etki etmedikçe hareket halinde kalacağını belirtir. Bu yasa, düşen bir yumurtaya etkiyen kuvvetler eşitse, mevcut hareket durumunda kalacağı anlamına gelir. Yumurtaya etkiyen kuvvetten daha büyük bir kuvvet uygulanırsa hızlanacaktır. "Hızlanma" hızdaki herhangi bir değişiklik anlamına gelir - yavaşlama, hızlanma veya yön değiştirme. Bir yumurtayı tutarsanız, uyguladığınız kuvvetler eşit ve dengelidir, yerçekimi kuvvetini ortadan kaldırır. Bu nedenle elinizde hareketsiz kalır. Yumurtayı bırakırsanız, yerçekimi dengesiz bir kuvvet haline gelir ve yumurtanın yere düşmesine neden olur.
Kuvvet, Kütle ve İvme
Newton'un ikinci yasası, bir nesnenin kütlesi, ivmesi ve uyguladığı kuvvet miktarı arasındaki ilişkiyle ilgilenir. Bir nesne ne kadar ağırsa ve ne kadar hızlı hareket ederse, o kadar fazla kuvvet uygular. Yerçekimi, düşen nesnelerin saniyede 32.2 fit kare hızında hızlanmasına neden olur. Yumurta kabındaki kütle miktarını azaltarak, düşerken uyguladığı kuvvet miktarını azaltmış olursunuz.
Eşit ve Zıt
Newton'un üçüncü yasası, her etki için eşit ve zıt bir tepki olduğunu belirtir. Bu, bir nesneye kuvvet uyguladığınızda, nesnenin size geri bir kuvvet uyguladığı anlamına gelir. Örneğin, bir teknede duruyorsanız ve iskeleden ittiyseniz, iskeleyi itiyor olsanız bile, rıhtım geri itildi. Teknenin iskeleden uzaklaşmasına neden olan budur. Bu kavram, bir yumurtanın yere çarptığında neden kırıldığını anlamada faydalıdır; zemin, zeminle buluştuğunda yumurtadan gelen kuvveti geri veriyor. Darbe emici malzemelerin kullanılması, zemin ve yumurta arasında değiş tokuş edilen kuvvet miktarını azaltmaya yardımcı olabilir.
Enerjinin korunumu
Enerjinin korunumu yasası, yere düşen bir yumurtanın etkisinin nasıl azaltılacağını anlamaya yardımcı olur. Enerji ne yaratılabilir ne de yok edilebilir, sadece transfer edilebilir. Bir cisim yere düştüğünde enerjisinin bir kısmı yere aktarılırken bir miktar enerjiyi muhafaza eder. Bu nedenle bir top her seferinde daha aşağı ve daha aşağı sekebilir. Sonunda, kinetik enerji dağılır ve top zıplamayı durdurur. Düşüşten kaynaklanan kinetik enerjinin zamanla azaltılabileceğini anlayan öğrenciler, düşmeye izin veren malzemeler kullanarak düşen bir yumurtanın çarpma kuvvetini en aza indirmeye çalışabilirler.
