Щоразу, коли м’яч підстрибує, наука працює. Кожного разу, коли б’ється серце спортсмена, наука працює. Світ спорту надає багато можливостей для наукових ярмаркових проектів, які можуть залучити власні інтереси студентів. Кожен проект повинен починатися з питання. Потім студент розробляє експеримент або набір спостережень, щоб відповісти на це основне питання. Теніс "як" і "чому" виводить науково налаштованих любителів спорту у сферу фізики.
Фактор відмов
•••тенісне зображення мережі Уорена Міллара з Fotolia.com
Що змушує деякі тенісні м’ячі стрибати вище або більше разів, ніж інші? Цей проект досліджує коефіцієнт відмов м’яча, виходячи з марки м’яча, віку м’яча та поверхні відскоку. Пол Доерті з Exploratorium пояснює, що фактор відбиття м’яча може вплинути на результат гри або матчу. Для цього проекту студентам знадобиться помічник, щоб скинути кульки із заздалегідь визначеної висоти - такої ж висоти кожен раз - і спосіб вимірювання висоти кожного відскоку, наприклад, стовпа або стіни, позначеної виміряною прирости. Дуже важливо відстежувати, які кульки та поверхні дають які результати, тому робіть обережні нотатки. Графічне відображення результатів перенесе ваш список вимірювань у візуально значущу форму, яку зможуть побачити викладачі чи глядачі.
Гаряче і холодне
•••зображення тенісиста від jimcox40 з Fotolia.com
Чи впливає температура на підстрибування? Спробуйте інший тип тесту на відскок, з доданим елементом термодинаміки, досліджуючи, чи нагрівання чи охолодження кулі змінює вплив тиску повітря на неї. Використовуйте принаймні шість кульок - три з підігрітим, а три з охолодженим. Обов’язково нагрівайте кульки безпечним способом, наприклад, за допомогою грілки або на гарячому сонці, і ретельно вимірюйте їх температуру. Cislunar Aerospace пропонує інші деталі та варіанти цього проекту.
Солодка пляма
•••le joueur de tennis зображення Френсіса Лемперіре від Fotolia.com
Спортсмени знають, що кожна ракетка - як і кожна бейсбольна бита чи весло для пінг-понгу - має "солодке місце". Це пляма справляє найістинніший удар, передаючи максимум енергії в м'яч з найменшою додатковою вібрації. Де солодке місце на вашій ракетці? Підвісьте ракетку до мотузки і дуже легко тримайте її між великим і вказівним пальцями. Попросіть друга постукати м’ячем по всій поверхні та ободі ракетки, щоб ви змогли скласти карту того, як різні плями на ракетці по-різному створюють вібрацію. Студенти просунутого типу можуть захотіти розробити механізм вимірювання вібрацій, а не покладатися на суб’єктивні враження.
Вимірювання руху
•••тенісний образ Снежани Скундріч від Fotolia.com
Те, як ми вимірюємо швидкість та тривалість кульки, може бути настільки цікавим, як і те, як ми їх виробляємо. Cislunar Aerospace пропонує відеозйомку подачі тенісу, але ви можете отримати ще більш точні результати за допомогою цифрової відеокамери. Якщо ви записуєте всю подачу, доки м'яч не потрапить на майданчик або ракетку суперника, ви можете встановити час польоту м'яча. Перегляньте запис кілька разів за допомогою секундоміра. Потім перейдіть до запису, кадр за кадром, від одного удару до іншого, і підрахуйте, скільки кадрів потрібно. Проаналізуйте свої спостереження за секундоміром у порівнянні з вашими поетапними вимірами. Щоб продовжити цей експеримент, виміряйте відстань поданої вами подачі; використовуючи вимірювання часу та відстані, ви можете розрахувати швидкість м’яча. Товариство жінок-інженерів пропонує графік швидкості руху м’яча в різних точках його траєкторії.