Περιεχόμενο
Τα προγράμματα πτώσης αυγών βοηθούν τους μαθητές να διερευνήσουν βασικές έννοιες όπως η βαρύτητα, η δύναμη και η επιτάχυνση. Σε ένα έργο μείωσης των αυγών, οι συγκεκριμένες λεπτομέρειες και κανόνες ενδέχεται να διαφέρουν. Η γενική ιδέα είναι να σχεδιάσουν οι μαθητές ένα δοχείο που θα επιτρέψει σε ένα αυγό να πέσει με ασφάλεια από διαφορετικά ύψη χωρίς να σπάσει. Συχνά, ένας από τους στόχους είναι να προσπαθήσουμε να χρησιμοποιήσουμε όσο το δυνατόν λιγότερη ποσότητα υλικού. Τα προγράμματα πτώσης αυγών συνδυάζουν δεξιότητες επίλυσης προβλημάτων με βασικές αρχές της μηχανικής και της φυσικής.
Νόμοι κίνησης
Η επιστήμη πίσω από την επίλυση του προβλήματος των αυγών που πέφτουν βρίσκεται στους νόμους της κίνησης του Sir Isaac Newtons. Ο πρώτος νόμος δηλώνει ότι ένα αντικείμενο σε κατάσταση ηρεμίας θα παραμείνει σε ηρεμία και ένα αντικείμενο σε κίνηση θα παραμείνει σε κίνηση, εκτός εάν ενεργήσει με μια εξωτερική ασυμμετρική δύναμη. Αυτός ο νόμος σημαίνει ότι αν οι δυνάμεις που ενεργούν σε ένα πτώση αυγών είναι ίσες, θα παραμείνει στην τρέχουσα κατάσταση της κίνησης. Εάν εφαρμοστεί μια δύναμη μεγαλύτερη από αυτές που δρουν στο αυγό, θα επιταχυνθεί. "Επιτάχυνση": κάθε αλλαγή στην ταχύτητα - επιβράδυνση, επιτάχυνση ή αλλαγή κατεύθυνσης. Αν κρατάτε ένα αυγό, οι δυνάμεις που εφαρμόζετε είναι ίσες και ισορροπημένες, ακυρώνοντας τη δύναμη της βαρύτητας. Συνεπώς, παραμένει ακίνητο στο χέρι σας. Εάν αφήσετε το αυγό, η βαρύτητα γίνεται μια μη ισορροπημένη δύναμη και προκαλεί την πτώση του αυγού στο έδαφος.
Δύναμη, Μάζα και Επιτάχυνση
Ο Newton New Law ασχολείται με τη σχέση μεταξύ μιας μάζας αντικειμένων, της επιτάχυνσής της και της ποσότητας της δύναμης που ασκεί. Το βαρύτερο είναι ένα αντικείμενο και όσο πιο γρήγορα ταξιδεύει τόσο μεγαλύτερη δύναμη ασκεί. Η βαρύτητα προκαλεί την πτώση των αντικειμένων να επιταχύνεται με ρυθμό 32,2 ποδιών ανά δευτερόλεπτο τετράγωνο. Με τη μείωση της ποσότητας μάζας στο δοχείο αυγών, μειώνετε την ποσότητα δύναμης που ασκεί καθώς πέφτει.
Ίσες και αντίθετες
Ο τρίτος νόμος Newton δηλώνει ότι για κάθε ενέργεια υπάρχει μια ίση και αντίθετη αντίδραση. Αυτό σημαίνει ότι όταν ασκείτε δύναμη σε ένα αντικείμενο, το αντικείμενο ασκεί μια δύναμη πίσω σε σας. Για παράδειγμα, αν στέκεστε σε μια βάρκα και απομακρύνεστε από την αποβάθρα, παρόλο που πιέζετε την αποβάθρα, η αποβάθρα έσπρωξε πίσω. Αυτό προκαλεί την απομάκρυνση του σκάφους από την αποβάθρα. Αυτή η έννοια είναι χρήσιμη στην κατανόηση του γιατί ένα αυγό σπάει όταν χτυπά στο έδαφος. το έδαφος επιστρέφει τη δύναμη από το αυγό καθώς συναντά το έδαφος. Η χρήση υλικών απορρόφησης κραδασμών μπορεί να συμβάλει στη μείωση της ποσότητας δύναμης που ανταλλάσσεται μεταξύ του εδάφους και του αυγού.
Διατήρηση της ενέργειας
Ο νόμος της διατήρησης της ενέργειας βοηθά να κατανοήσουμε πώς να μετριάσουμε την επίδραση ενός αυγού που πέφτει στο έδαφος. Η ενέργεια δεν μπορεί ούτε να δημιουργηθεί ούτε να καταστραφεί, μεταφέρεται μόνο. Όταν ένα αντικείμενο πέσει στο έδαφος, κάποια ενέργεια μεταφέρεται στο έδαφος, ενώ διατηρεί κάποια ενέργεια. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο μια μπάλα μπορεί να αναπηδήσει χαμηλότερα και χαμηλότερα κάθε φορά. Τελικά, η κινητική ενέργεια εξαφανίζεται και η σφαίρα σταματά να γελάει. Με την κατανόηση ότι η κινητική ενέργεια από μια πτώση μπορεί να μειωθεί με την πάροδο του χρόνου, οι μαθητές μπορούν να προσπαθήσουν να ελαχιστοποιήσουν τη δύναμη της πρόσκρουσης από την πτώση των αυγών χρησιμοποιώντας υλικά που επιτρέπουν μια αναπήδηση.