science >> Wetenschap >  >> Fysica

The Physics of Egg Drop Science Projects

Het eierdruppelexperiment - een wetenschappelijk project waarbij studenten manieren bedenken om te voorkomen dat een ei breekt wanneer het van een bepaalde hoogte wordt neergezet - is een hoogtepunt in de meeste lessen natuurkunde. Lees verder voor meer informatie over de fundamentele, maar fundamentele concepten die het experiment laat zien.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

De aantrekkingskracht van zwaartekracht, vrije val, luchtweerstand en eindsnelheid zijn allemaal belangrijke natuurkundige concepten waar je meer over zult leren in het eierdropotheekproject.

De zwaartekracht

De zwaartekracht is de kracht die bestaat tussen de aarde en voorwerpen ernaartoe. Er zijn twee criteria bij het definiëren van zwaartekracht:

  • Zwaartekracht: vertegenwoordigd door Fgrav
    , dit is de kracht die werkt op objecten op of in de buurt van het aardoppervlak. De zwaartekracht kan worden berekend met de vergelijking Fgrav = massa * versnelling
    .

  • Versnelling van zwaartekracht: vertegenwoordigd door g
    , dit is de versnelling die een object ervaart wanneer de zwaartekracht de enige kracht is die erop wordt toegepast. Alle objecten op of nabij het aardoppervlak hebben dezelfde waarde voor de versnelling van de zwaartekracht ( g
    ): 9,8 m /s /s (meter per seconde per seconde).

    Gratis herfstvakantie

    Een vrij vallend object valt onder de enige invloed van de zwaartekracht. Er zijn twee kenmerken die een object in vrije val definiëren:

  • Het object wordt niet tegen luchtweerstand.
  • Alle vrij vallende objecten vallen naar de aarde met een snelheid van 9,8 m /s /s.

    Luchtweerstand

    Luchtweerstand treedt op wanneer het vooroppervlak van een vallend object botst met luchtmoleculen. De twee meest voorkomende factoren die de luchtweerstand kunnen veranderen, zijn de snelheid van het object en zijn dwarsdoorsnede-oppervlak; een toename in een van beide verhoogt de luchtweerstand.

    Wanneer een object in vrije val voldoet aan luchtweerstand, is de vergelijking Fnet = massa * versnelling
    , waarbij Fnet en het verschil is tussen de zwaartekracht en de kracht van de luchtweerstand.

    Terminal Velocity

    Eindsnelheid is de constante snelheid van een object dat vrijelijk door een gas of een vloeistof valt. Als een object valt en een toename in luchtweerstand tegenkomt, balanceert de luchtweerstand uiteindelijk de zwaartekracht. Daarom is de kracht van de luchtweerstand evenredig aan de snelheid; Luchtweerstand neemt toe naarmate de snelheid van het object toeneemt tot de eindsnelheid wordt bereikt.

    Eierdruppelexperimenten maken leren over fysica leuk, benaderbaar en stimulerend. Zeker genieten, maar vergeet deze belangrijke fundamenten niet toe te passen tijdens het maken van je project.