Obsah
Projekty na pokles vajec pomáhajú študentom skúmať základné pojmy, ako sú gravitácia, sila a zrýchlenie. V prípade projektu s vajíčkami sa môžu konkrétne podrobnosti a pravidlá líšiť. Všeobecnou myšlienkou je, aby študenti navrhli nádobu, ktorá umožní vajcia bezpečne spadnúť z rôznych výšok bez porušenia. Jedným z cieľov je často vyskúšať čo najmenšie množstvo materiálu. Vaječné kvapky kombinujú zručnosti pri riešení problémov so základnými princípmi inžinierstva a fyziky.
Zákony o pohybe
Veda, ktorá stojí za riešením „problému“ padajúceho vajíčka, sa nachádza v zákonoch pohybu Sira Isaaca Newtona. Prvý zákon uvádza, že objekt v pokoji zostane v pokoji a predmet v pohybe zostane v pohybe, pokiaľ na ne nebude pôsobiť vonkajšia nevyvážená sila. Tento zákon znamená, že ak sú sily pôsobiace na padajúce vajíčko rovnaké, zostane v súčasnom stave pohybu. Ak sa použije sila väčšia ako sila pôsobiaca na vajce, zrýchli sa. „Zrýchlenie“ je každá zmena rýchlosti - spomalenie, zrýchlenie alebo zmena smeru. Ak držíte vajíčko, sily, ktoré aplikujete, sú rovnaké a vyvážené, čím sa eliminuje gravitačná sila. Preto zostáva vo vašej ruke nehybný. Ak pustíte vajíčko, gravitácia sa stane nevyváženou silou a spôsobí, že vajíčko padne na zem.
Sila, hmotnosť a zrýchlenie
Newtonov druhý zákon sa zaoberá vzťahom medzi hmotnosťou predmetov, jeho zrýchlením a množstvom sily, ktorú vyvíja. Čím je predmet ťažší a čím rýchlejšie cestuje, tým viac sily vyvíja. Gravitácia spôsobuje, že padajúce predmety sa zrýchľujú rýchlosťou 32,2 stôp za sekundu. Znížením množstva hmoty v nádobe na vajíčka znižujete množstvo sily, ktorú pôsobí pri páde.
Rovnaké a protikladné
Newtonov tretí zákon uvádza, že pri každej činnosti existuje rovnaká a opačná reakcia. To znamená, že keď na objekt vynakladáte silu, objekt vyvíja na vás silu. Napríklad, ak ste stáli na lodi a tlačili ste z doku, aj keď ste tlačili do doku, dok sa tlačil dozadu. To je príčinou toho, že sa loď odklonila od prístaviska. Tento koncept je užitočný pri pochopení toho, prečo sa vajíčko zlomí, keď narazí na zem; zem vracia silu z vajíčka, keď sa stretne so zemou. Použitie materiálov absorbujúcich náraz môže pomôcť znížiť množstvo sily vymieňanej medzi zemou a vajíčkom.
Úspora energie
Zákon o šetrení energie pomáha pochopiť, ako zmierniť účinok vajíčka, ktoré padá na zem. Energia sa nemôže vytvárať ani ničiť, iba prenášať. Keď predmet spadne na zem, časť jeho energie sa prenesie na zem, zatiaľ čo si zachová určitú energiu. To je dôvod, prečo sa lopta môže odraziť nižšie a nižšie zakaždým. Nakoniec sa kinetická energia rozplynie a lopta sa odrazí. Pochopením, že kinetická energia z pádu sa môže časom zmenšiť, môžu sa študenti pokúsiť minimalizovať silu dopadu padajúceho vajíčka pomocou materiálov, ktoré umožňujú odrazy.