science >> Wetenschap >  >> Fysica

Achtergrondinformatie over Egg Drop Experiments

Projecten met eierdruppel helpen studenten bij het verkennen van basisbegrippen zoals zwaartekracht, kracht en versnelling. In een project met eierdruppel kunnen de specifieke details en regels variëren. Het algemene idee is om studenten een container te laten ontwerpen waarmee een ei veilig van verschillende hoogten kan vallen zonder te breken. Vaak is een van de doelen om te proberen zoveel mogelijk materiaal te gebruiken. Eierdruppelprojecten combineren probleemoplossende vaardigheden met basisprincipes van techniek en natuurkunde.

Wetten van beweging

De wetenschap achter het oplossen van het probleem van vallende eitjes is te vinden in Sir Isaac Newton's bewegingswetten. De eerste wet stelt dat een object in rust in rust zal blijven, en een bewegend object zal in beweging blijven, tenzij gehandeld door een uitwendige ongebalanceerde kracht. Deze wet betekent dat als de krachten die op een dalend ei inwerken gelijk zijn, deze in zijn huidige staat van beweging blijven. Als een kracht wordt toegepast die groter is dan die op het ei werkt, zal deze versnellen. "Versnelling": elke verandering in snelheid - vertragen, versnellen of van richting veranderen. Als je een ei vasthoudt, zijn de krachten die je toepast gelijk en gebalanceerd, waardoor de zwaartekracht wegvalt. Daarom blijft het roerloos in uw hand. Als je het ei loslaat, wordt de zwaartekracht een ongebalanceerde kracht en wordt het ei op de grond gevallen.

Kracht, massa en versnelling

De tweede wet van Newton handelt over de relatie tussen het object van een object. massa, de versnelling ervan en de hoeveelheid kracht die het uitoefent. Hoe zwaarder een voorwerp is en hoe sneller het beweegt, hoe meer kracht het uitoefent. De zwaartekracht zorgt ervoor dat vallende voorwerpen versnellen met een snelheid van 32,2 feet per seconde in het kwadraat. Door de hoeveelheid massa in het eiercontainer te verminderen, vermindert u de hoeveelheid kracht die het uitoefent als het valt.

Gelijk en tegenovergesteld

Newton's derde wet stelt dat voor elke actie, er is een gelijke en tegengestelde reactie. Dat betekent dat wanneer u een kracht uitoefent op een voorwerp, het voorwerp een kracht op u uitoefent. Als u bijvoorbeeld op een boot stond en van het station werd geduwd, terwijl u op het dok duwde, duwde het dock terug. Dit is de reden waarom de boot zich van het dok verwijdert. Dit concept is nuttig om te begrijpen waarom een ​​ei breekt wanneer het op de grond valt; de grond brengt de kracht van het ei terug als het de grond raakt. Het gebruik van schokabsorberende materialen kan helpen de hoeveelheid kracht tussen de grond en het ei te verminderen.

Behoud van energie

De wet van behoud van energie helpt begrijpen hoe het effect van een ei dat op de grond valt. Energie kan niet worden gemaakt of vernietigd, alleen overgedragen. Wanneer een voorwerp op de grond valt, wordt een deel van zijn energie naar de grond overgebracht, terwijl het nog wat energie vasthoudt. Dit is de reden waarom een ​​bal steeds lager en lager kan kaatsen. Uiteindelijk, de kinetische energie verdwijnt en de bal stopt met stuiteren. Door te begrijpen dat kinetische energie van een val na verloop van tijd kan worden verminderd, kunnen studenten proberen de kracht van de impact van een vallende eicel te minimaliseren door materialen te gebruiken die stuiteren mogelijk maken.