Innhold
Eggedroppprosjekter hjelper studentene å utforske grunnleggende konsepter som tyngdekraft, kraft og akselerasjon. I et eggedråprosjekt kan de spesifikke detaljene og reglene variere. Den generelle ideen er å la elevene designe en beholder som lar et egg trygt falle fra forskjellige høyder uten å gå i stykker. Ofte er et av målene å prøve og bruke minst mulig materiale. Eggedropprosjekter kombinerer problemløsningsferdigheter med grunnleggende prinsipper for ingeniørfag og fysikk.
Lov om bevegelse
Vitenskapen bak løsningen av det fallende egget "problemet" finnes i Sir Isaac Newtons bevegelseslover. Den første loven sier at en gjenstand i ro vil forbli i ro, og en gjenstand i bevegelse vil holde seg i bevegelse, med mindre den utøves av en ekstern ubalansert styrke. Denne loven betyr at hvis kreftene som virker på et fallende egg er like, vil den forbli i sin nåværende bevegelsestilstand. Hvis en kraft som er større enn de som virker på egget blir påført, vil den akselerere. "Akselerasjon" betyr enhver endring i hastighet - bremse, øke hastigheten eller endre retning. Hvis du holder et egg, er kreftene du bruker like og balanserte, og avbryter tyngdekraften. Derfor forblir det ubevegelig i hånden din. Hvis du slipper egget, blir tyngdekraften en ubalansert kraft og får egget til å falle til bakken.
Kraft, masse og akselerasjon
Newtons andre lov omhandler forholdet mellom en gjenstandsmasse, dens akselerasjon og mengden kraft den utøver. Jo tyngre en gjenstand er, og jo raskere den kjører, jo mer kraft utøver den. Tyngdekraften får fallende gjenstander til å akselerere med en hastighet på 32,2 fot per sekund. Ved å redusere mengden masse i eggbeholderen reduserer du mengden kraft den utøver når den faller.
Like og motsatt
Newtons tredje lov sier at for hver handling er det en like og motsatt reaksjon. Det betyr at når du utøver en kraft på et objekt, utøver objektet en kraft tilbake på deg. Hvis du for eksempel sto på en båt og dyttet av kaien, selv om du presset kaien, dyttet dokken tilbake. Det er dette som får båten til å bevege seg bort fra kaien. Dette konseptet er nyttig for å forstå hvorfor et egg går i stykker når det slår i bakken; bakken returnerer kraften fra egget når den møter bakken. Bruk av støtdempende materialer kan bidra til å redusere mengden kraft som utveksles mellom bakken og egget.
Bevaring av energi
Loven om energibesparing hjelper deg med å forstå hvordan man kan avbøte effekten av et egg som faller til bakken. Energi kan verken skapes eller ødelegges, bare overføres. Når en gjenstand faller til bakken, overføres noe av energien til bakken, mens den beholder litt energi. Dette er grunnen til at en ball kan sprette lavere og lavere hver gang. Etter hvert forsvinner den kinetiske energien og ballen slutter å sprette. Ved å forstå at kinetisk energi fra et fall kan bli redusert over tid, kan elevene forsøke å minimere påvirkningskraften fra et fallende egg ved å bruke materialer som gir mulighet for sprett.