İçerik
Yumurta bırakma projeleri, öğrencilerin yerçekimi, kuvvet ve ivme gibi temel kavramları keşfetmelerine yardımcı olur. Bir yumurta bırakma projesinde, belirli detaylar ve kurallar değişebilir. Genel fikir, öğrencilere bir yumurtanın kırılmadan değişen yüksekliklerden güvenli bir şekilde düşmesini sağlayacak bir kap tasarlamasıdır. Genellikle, amaçlardan biri mümkün olan en az miktarda malzemeyi denemek ve kullanmaktır. Yumurta bırakma projeleri, problem çözme becerilerini mühendislik ve fiziğin temel ilkeleriyle birleştirir.
Hareket kanunları
Düşen yumurtanın "problemini" çözmenin arkasındaki bilim, Sir Isaac Newton'un hareket yasalarında bulunur. Birinci yasa, hareketsiz bir nesnenin istirahatte kalacağını ve hareket halindeki bir nesnenin, harici bir dengesiz kuvvet tarafından etkilenmediği sürece hareket halinde kalacağını belirtir. Bu yasa, düşen bir yumurtaya etki eden kuvvetlerin eşit olması durumunda, mevcut hareket halinde kalacağı anlamına gelir. Yumurtaya etki edenlerden daha büyük bir kuvvet uygulanırsa, hızlanacaktır. "Hızlanma", hızdaki herhangi bir değişiklik anlamına gelir - yavaşlama, hızlanma veya yön değiştirme. Bir yumurta tutarsanız, uyguladığınız kuvvetler eşit ve dengelidir ve yerçekimi kuvvetini iptal eder. Bu nedenle, elinizde hareketsiz kalır. Yumurtayı serbest bırakırsanız, yerçekimi dengesiz bir güç haline gelir ve yumurtanın yere düşmesine neden olur.
Kuvvet, Kütle ve Hızlanma
Newton'un ikinci yasası, nesnelerin kütlesi, hızlanması ve uyguladığı kuvvet miktarı arasındaki ilişkiyle ilgilidir. Bir nesne ne kadar ağır olursa ve ne kadar hızlı hareket ederse o kadar fazla kuvvet uygular. Yerçekimi düşen nesnelerin saniyede bir kare kare hızıyla 32.2 feet hızlanmasına neden olur. Yumurta kabındaki kütle miktarını azaltarak, düşerken uyguladığı kuvvet miktarını azaltırsınız.
Eşit ve Karşıt
Newton'un üçüncü yasası, her eylem için eşit ve zıt bir tepki olduğunu belirtir. Bu, bir nesneye kuvvet uyguladığınızda, nesnenin size geri kuvvet uyguladığı anlamına gelir. Örneğin, eğer bir teknede duruyorsanız ve iskeleden ittiyseniz, iskeleyi itseniz bile, liman geri itti. Teknenin limandan uzaklaşmasına neden olan şey budur. Bu kavram, bir yumurtanın yere çarparken neden kırıldığını anlamakta yararlıdır; zemin, kuvveti toprağa karıştığında yumurtadan geri döndürür. Şok emici malzemelerin kullanılması, zemin ile yumurta arasında değiştirilen kuvvet miktarını azaltmaya yardımcı olabilir.
Enerjinin korunumu
Enerjinin korunumu yasası, yere düşen bir yumurtanın etkisinin nasıl azaltılacağının anlaşılmasına yardımcı olur. Enerji yaratılamaz veya yok edilemez, sadece aktarılabilir. Bir nesne yere düştüğünde, enerjisinin bir kısmı bir miktar enerjiyi korurken, toprağa aktarılır. Bu yüzden top her seferinde aşağı ve aşağı zıplayabilir. Sonunda kinetik enerji dağılır ve top zıplamayı durdurur. Düşmelerden kaynaklanan kinetik enerjinin zamanla azaltılabileceğini anlayarak, öğrenciler bir sıçrama için izin veren malzemeleri kullanarak düşen bir yumurtadan gelen etki kuvvetini en aza indirmeye çalışabilirler.