Проекти падіння яєць допомагають студентам вивчити основні поняття, такі як сила тяжіння, сила та прискорення. У проекті падіння яєць конкретні деталі та правила можуть відрізнятися. Загальна ідея полягає в тому, щоб студенти розробили контейнер, який дозволить яйцеві безпечно впасти з різної висоти, не зламавшись. Часто однією з цілей є намагатися використовувати якомога менше матеріалу. Проекти падіння яєць поєднують навички вирішення проблем з основними принципами техніки та фізики.
Закони руху
Наука, що стоїть за вирішенням "проблеми" падаючого яйця, міститься в законах руху сера Ісаака Ньютона. Перший закон передбачає, що об’єкт, що перебуває в стані спокою, залишатиметься в спокої, а об’єкт, що перебуває в русі, залишатиметься в русі, якщо тільки на нього не вплине зовнішня неврівноважена сила. Цей закон означає, що якщо сили, що діють на падаюче яйце, рівні, він залишиться у своєму поточному стані руху. Якщо прикласти силу, більшу, ніж діюча на яйце, вона прискориться. "Прискорення" означає будь-яку зміну швидкості - уповільнення, прискорення або зміну напрямку. Якщо ви тримаєте яйце, сили, які ви застосовуєте, рівні та збалансовані, відміняючи силу тяжіння. Тому він залишається нерухомим у вашій руці. Якщо відпустити яйце, сила тяжіння стає незбалансованою силою і змушує яйце падати на землю.
Сила, маса та прискорення
Другий закон Ньютона стосується взаємозв'язку між масою об'єкта, його прискоренням і величиною сили, яку він чинить. Чим важчий предмет, і чим швидше він рухається, тим більше сили він докладає. Гравітація змушує падаючі предмети прискорюватися зі швидкістю 32,2 фута в секунду в квадраті. Зменшуючи кількість маси в контейнері для яєць, ви зменшуєте силу, яку вона надає при падінні.
Рівний і протилежний
Третій закон Ньютона стверджує, що на кожну дію існує рівна і протилежна реакція. Це означає, що коли ви дієте на об’єкт зусиллям, об’єкт діє на вас назад. Наприклад, якщо ви стояли на човні і відштовхувались від доку, хоча ви і штовхали док, док відсувався назад. Саме це змушує судно віддалятися від доку. Ця концепція корисна для розуміння того, чому яйце розбивається, коли воно вдаряється об землю; земля повертає силу від яйцеклітини, коли вона стикається з землею. Використання амортизуючих матеріалів може допомогти зменшити кількість сили, що обмінюється між землею та яйцем.
Збереження енергії
Закон збереження енергії допомагає зрозуміти, як пом'якшити вплив яйцеклітини, що падає на землю. Енергію неможливо ні створити, ні знищити, лише передати. Коли предмет падає на землю, частина його енергії передається землі, тоді як він зберігає деяку кількість енергії. Ось чому м’яч може щоразу підстрибувати все нижче і нижче. Зрештою кінетична енергія розсіюється, і кулька перестає підстрибувати. Розуміючи, що кінетична енергія від падіння з часом може зменшитися, студенти можуть спробувати мінімізувати силу удару від падіння яйцеклітини, використовуючи матеріали, що дозволяють відскакувати.