Успішний проект наукового ярмарку надихає на творчість, провокує студентів сумніватися у своїх припущеннях і, як правило, передбачає щось, що кидає виклик гравітації. Ви можете побудувати паперову пластину на повітряній подушці з кількох простих матеріалів, і вона служить для демонстрації декількох важливих законів фізики. Проект пропонує безліч можливостей для студентів проводити вимірювання, записувати дані та розробляти нові модифікації для покращення продуктивності повітряної подушки на повітряній подушці.
Матеріали, будівництво та польові випробування
Зберіть кілька матеріалів, серед яких одноразова паперова тарілка, повітряна куля, ножиці та пляшка клею. Одноразова пиріжкова тарілка ідеально підходить для експерименту через піднятий край і довговічність матеріалу. На дно тарілки приклейте невеликий квадрат з картону. Виріжте цей шматок з окремої паперової пластини і покладіть його в центр судна на повітряній подушці. Ножицями створіть невеликий отвір через центр тарілки і картонний квадрат. Протягніть отвір повітряної кулі через нижню поверхню отвору пластини. Якщо отвір недостатньо великий, спробуйте збільшити його настільки, щоб помістити повітряну кулю. Не тягніть більшу частину повітряної кулі через отвір. Можливо, вам доведеться відрегулювати положення повітряної кулі, коли ви продовжуєте її підірвати. Надуйте повітряну кулю і закрийте отвір, щоб запобігти виходу повітря. За допомогою плоского великого столу поставте тарілку догори дном, щоб отвір кулі був спрямований до землі. Коли ви випустите повітряну кулю, повітря негайно потече назовні та вниз, змушуючи тарілку парити над поверхнею столу.
Наука про судна на повітряній подушці
Третій закон руху Ньютона стверджує, що на кожну дію існує рівна і протилежна реакція. У випадку з паперовою пластиною на повітряній подушці повітря початковою дією є потік повітря, який повітряна куля спрямовує вниз до столу. Коли повітряна куля вичавлює повітря, тиск під пластиною зростає. Протилежна реакція в цьому випадку - це відліт корабля на повітряній подушці з поверхні столу. Ця реакція можлива лише тому, що на повітряній подушці повітря набагато менше інерції, ніж у таблиці, і тому корабель на повітряній подушці реагує на рух повітря з повітряної кулі, витаючи вгору проти сили сила тяжіння.
Експериментування
Отримавши робочий судно на повітряній подушці, спробуйте поекспериментувати з моделлю, відрегулювавши деякі важливі змінні. Наприклад, розмір отвору впливатиме на швидкість потоку повітря з повітряної кулі. Спробуйте збільшити отвір у другому судні на повітряній подушці та порівняйте, наскільки добре літають дві моделі. Ще одна цікава модифікація передбачає забивання невеликих отворів у краї паперової пластини. Замість того, щоб повітря, що виходить з-під пластини в усіх напрямках однаково, це буде концентрувати потік повітря в одному напрямку. Знову посилаючись на третій закон Ньютона, дія повітря, що виходить із бічного отвору пластини, змусить судно рухатися в протилежному напрямку, а не просто зависати на місці.
Вимірювання та збір даних
Ви можете кількісно виміряти силу підйому вашого повітряного судна, розмістивши невеликі ваги на верхній поверхні пластини. Почніть цей експеримент, збираючи кілька рівномірних ваг; для цього добре підійдуть монети. Почніть додавати ваги, врівноважуючи розподіл маси по поверхні, поки судно більше не підніметься зі столу. Запишіть вагу як перше вимірювання та порівняйте її з потужністю підйому інших моделей суден на повітряній подушці. Якщо ви намагалися розмістити отвори збоку, щоб створити рушійний повітряний потік, спробуйте виміряти відстань, яку ваш повітряний судно може пройти по кімнаті, і порівняйте свої результати з іншими студентами.
Інші проекти
Немає нічого більш приємного, ніж студенти, які висувають власну, унікальну ідею, яка працює. Дайте студентам деякі основні матеріали, такі як будівельний папір, стрічка, палички для ескімо, все, що, на вашу думку, може бути корисним для модифікації суден на повітряній подушці з паперових пластин. Наприклад, беручи натхнення від природи, студенти можуть спробувати прикріпити паперовий плавник або крила, щоб надати ремеслу певної стійкості під час польоту.
