Indhold
Æggedråbsprojekter hjælper studerende med at udforske grundlæggende begreber som tyngdekraft, kraft og acceleration. I et ægdråberprojekt kan de specifikke detaljer og regler variere. Den generelle idé er at få studerende til at designe en container, der giver et æg sikkert mulighed for at falde fra forskellige højder uden at gå i stykker. Ofte er et af målene at prøve at bruge den mindst mulige mængde materiale som muligt. Æggedråbsprojekter kombinerer problemløsningsfærdigheder med grundlæggende principper for teknik og fysik.
Lov om bevægelse
Videnskaben bag løsningen af det faldende æg "problem" findes i Sir Isaac Newtons bevægelseslove. Den første lov hedder, at et objekt i hvile vil forblive i ro, og et objekt i bevægelse vil forblive i bevægelse, medmindre det udføres af en ekstern ubalanceret styrke. Denne lov betyder, at hvis kræfterne, der virker på et faldende æg, er ens, forbliver den i sin nuværende bevægelsestilstand. Hvis der anvendes en kraft, der er større end dem, der virker på ægget, accelererer den. "Acceleration" betyder enhver ændring i hastighed - bremse, fremskynde eller ændre retning. Hvis du holder et æg, er de kræfter, du anvender, lige og afbalancerede, hvilket udelukker tyngdekraften. Derfor forbliver det bevægelsesløst i din hånd. Hvis du slipper ægget, bliver tyngdekraften en ubalanceret kraft og får æget til at falde til jorden.
Kraft, masse og acceleration
Newtons anden lov omhandler forholdet mellem en objektsmasse, dens acceleration og den mængde kraft, den udøver. Jo tungere en genstand er, og jo hurtigere den kører, jo mere kraft udøver den. Tyngdekraften får de faldende genstande til at accelerere med en hastighed på 32,2 fod i sekundet i kvadratet. Ved at reducere mængden af masse i æggebeholderen reducerer du mængden af kraft, den udøver, når den falder.
Lige og modsatte
Newtons tredje lov siger, at der for hver handling er en lige og modsat reaktion. Det betyder, at når du udøver en kraft på et objekt, udøver objektet en kraft tilbage på dig. For eksempel, hvis du stod på en båd og skubbede ud af dokken, selvom du skubber dock, skubbet dokken tilbage. Dette er, hvad der får båden til at bevæge sig væk fra kajen. Dette koncept er nyttigt til at forstå, hvorfor et æg bryder, når det rammer jorden; jorden returnerer kraften fra ægget, når det møder jorden. Brug af stødabsorberende materialer kan hjælpe med at reducere mængden af kraft, der udveksles mellem jorden og ægget.
Bevaring af energi
Loven om energibesparelse hjælper med at forstå, hvordan man afhjælper effekten af et æg, der falder til jorden. Energi kan hverken skabes eller ødelægges, kun overføres. Når et objekt falder til jorden, overføres noget af dets energi til jorden, mens det tilbageholder noget energi. Dette er grunden til, at en bold kan hoppe lavere og lavere hver gang. Til sidst spreder den kinetiske energi sig, og bolden holder op med at hoppe. Ved at forstå, at kinetisk energi fra et fald kan reduceres med tiden, kan eleverne forsøge at minimere påvirkningen fra et faldende æg ved at bruge materialer, der giver mulighed for en opspring.