Eenvoudige, maar uitdagende, tollen hebben een geschiedenis die 4.000 jaar teruggaat, tot het oude Egypte. Leraren, studenten en wetenschappers verbazen zich over de demonstratie van dit kleine speelgoed van complexe theorieën en abstracte concepten in techniek, natuurkunde, aardwetenschappen en zelfs biologie. Momentum, traagheid, massa, gyroscopische precessie, wrijving en energie worden duidelijk door te experimenteren met een tol.

Science Project Guidelines -

Een uitgebreid wetenschappelijk project omvat een onderzoeksvraag, hypothese, procedure, resultaten en conclusie. Om te beginnen, moet u een paar vragen stellen, zoals 'Hoe werkt dit?' en "Wat gebeurt er als ik één ding wijzig en de andere voorwaarden hetzelfde behoud?" Je voorspelt dan de effecten van de veranderingen, kijkt naar omstandigheden en denkt als een wetenschapper. Na het experimenteren om verschillende resultaten te zien, observeer en noteer je je resultaten.

Primaire kleuren

Een eenvoudig wetenschappelijk project over additieve primaire kleuren voegt een cirkeldiagram toe - met minstens drie driehoeken van gelijke grootte in groen, rood en blauw - naar het oppervlak van de top. (Dit is anders dan de primaire kleuren voor pigmenten, die rood, geel en blauw zijn.) Wanneer de top met de hoogste snelheid draait, ziet u een verblindende witte kleur in plaats van afzonderlijke kleuren. Voor een wetenschappelijk project kun je de kleuren van de regenboog gebruiken en demonstreren hoe kleuren zich vermengen en de reflectie van licht dat eruit komt. Ook kunnen meer kleurenpatronen, zwarte en witte swirls en verschillende patronen worden gebruikt om de vraag te beantwoorden: "Verandert dit het effect op het menselijk oog?"

Massa

Als u de massa manipuleert van een tol krijg je verschillende uitkomsten voor het momentum en de levensduur van de draaiing van de top. Een wetenschapsproject kan meer gewicht toevoegen aan de onderkant van de bovenkant of nabij de rand, met behulp van materialen zoals boetseerklei of sluitringen. Uw project zou de vraag beantwoorden: "Welke invloed heeft dit op de draai, en waarom?"

Als u dezelfde hoeveelheid gewicht op de tol plaatst, maar deze geleidelijk van de perimeter verwijdert, zult u merken minder rotatie-traagheid nabij het midden, omdat de rotatietraagheid niet alleen afhankelijk is van de massa van de tol, maar ook van de locatie van de massa. Je zou ook kinetische en potentiële energie kunnen onderzoeken die gerelateerd is aan de wrijving die ervoor zorgt dat de top langzamer gaat en uiteindelijk stopt.

Engineering, Natuurkunde en Technologie

Als onderdeel van het opwaarts gebonden wiskunde- en natuurwetenschappenprogramma in Augustus 2010, middelbare scholieren in Georgetown, Delaware, gebruikten de afdeling engineeringtechnologieën bij Delaware Technical & Community College om de meest efficiënte tol te bouwen. Als driedelig project kun je de toegepaste fysische concepten van gewicht, zwaartepunt en rotatielassantie uitwerken. Om een ​​tol te bouwen, experimenteer je met verschillende materialen - zoals aluminium, karton, klei, schuim, hout of zelfs een compact disc - en vergelijk je het effect op de spin van de top. De studenten met de opwaartse afhankelijkheid maakten gebruik van een computerondersteund ontwerp of een CAD-programma om een ​​3D-model van hun top te maken.