Съдържание
Проектите за капка на яйца помагат на учениците да изследват основни понятия като гравитация, сила и ускорение. В един проект за капка на яйца, специфичните детайли и правила могат да варират. Общата идея е учениците да проектират контейнер, който ще позволи на яйцето безопасно да пада от различна височина, без да се счупи. Често една от целите е да опитате и да използвате възможно най-малко количество материал. Проектите за капка на яйца съчетават умения за решаване на проблеми с основни принципи на инженерството и физиката.
Закони за движение
Науката зад решаването на „проблема“ на падащото яйце се намира в законите на движението на сър Исак Нютон. Първият закон гласи, че обект в покой ще остане в покой и обект в движение ще остане в движение, освен ако не се действа от външна небалансирана сила. Този закон означава, че ако силите, действащи върху падащо яйце, са равни, той ще остане в сегашното си състояние на движение. Ако се приложи сила, по-голяма от действието върху яйцето, тя ще се ускори. „Ускорение“ означава всяка промяна в скоростта - забавяне, ускоряване или промяна на посоката. Ако държите яйце, силите, които прилагате, са равни и балансирани, отменяйки силата на гравитацията. Следователно той остава неподвижен в ръката ви. Ако пуснете яйцето, гравитацията се превръща в неуравновесена сила и кара яйцето да падне на земята.
Сила, маса и ускорение
Вторият закон на Нютон се занимава с връзката между масата на предметите, неговото ускорение и количеството сила, която упражнява. Колкото по-тежък е даден предмет и колкото по-бързо се пътува, толкова повече сила упражнява. Гравитацията кара падащите обекти да се ускоряват със скорост 32,2 фута в секунда в квадрат. Чрез намаляване на количеството маса в контейнера за яйца, вие намалявате количеството сила, което упражнява, докато пада.
Равни и противоположни
Третият закон на Нютон гласи, че за всяко действие има равна и противоположна реакция. Това означава, че когато упражнявате сила върху обект, обектът упражнява сила върху вас. Например, ако сте стояли на лодка и сте изтласкани от пристанището, въпреки че натискате дока, докът се избутва назад. Това е причината лодката да се отдалечи от пристана. Тази концепция е полезна за разбиране защо яйце се счупва, когато удари земята; земята връща силата от яйцето, когато се среща със земята. Използването на ударопоглъщащи материали може да помогне за намаляване на количеството сила, обменяна между земята и яйцето.
Запазване на енергията
Законът за запазване на енергията помага да разберете как да смекчите ефекта на яйце, което пада на земята. Енергията не може да бъде създадена или унищожена, а само прехвърлена. Когато един предмет падне на земята, част от неговата енергия се прехвърля на земята, докато той запазва известна енергия. Ето защо топка може да отскача все по-ниско и по-ниско. В крайна сметка кинетичната енергия се разсейва и топката спира да подскача. Разбирайки, че кинетичната енергия от падане може да намалее с течение на времето, учениците могат да се опитат да намалят силата на удара от падащо яйце, като използват материали, които позволяват отскачане.