NộI Dung
Các dự án thả trứng giúp học sinh khám phá các khái niệm cơ bản như trọng lực, lực và gia tốc. Trong một dự án thả trứng, các chi tiết và quy tắc cụ thể có thể khác nhau. Ý tưởng chung là để học sinh thiết kế một hộp đựng cho phép một quả trứng rơi an toàn từ các độ cao khác nhau mà không bị vỡ. Thông thường, một trong những mục tiêu là cố gắng và sử dụng ít vật liệu nhất có thể. Các dự án thả trứng kết hợp các kỹ năng giải quyết vấn đề với các nguyên tắc cơ bản của kỹ thuật và vật lý.
Định luật về chuyển động
Khoa học đằng sau việc giải quyết "vấn đề" trứng rơi được tìm thấy trong định luật chuyển động của Ngài Isaac Newton. Định luật thứ nhất quy định rằng một vật ở trạng thái nghỉ sẽ ở trạng thái nghỉ và một vật chuyển động sẽ ở trạng thái chuyển động, trừ khi bị tác động bởi một lực không cân bằng bên ngoài. Định luật này có nghĩa là nếu các lực tác dụng lên một quả trứng rơi bằng nhau, nó sẽ vẫn ở trạng thái chuyển động hiện tại. Nếu một lực lớn hơn lực tác dụng lên trứng, nó sẽ tăng tốc. "Tăng tốc" có nghĩa là bất kỳ thay đổi nào về vận tốc - giảm tốc độ, tăng tốc hoặc đổi hướng. Nếu bạn giữ một quả trứng, các lực bạn đang áp dụng là bằng nhau và cân bằng, loại bỏ lực hấp dẫn. Do đó, nó vẫn bất động trong tay bạn. Nếu bạn buông quả trứng, trọng lực sẽ trở thành một lực không cân bằng và khiến quả trứng rơi xuống đất.
Lực lượng, khối lượng và gia tốc
Định luật thứ hai của Newton liên quan đến mối quan hệ giữa một khối vật thể, gia tốc của nó và lượng lực mà nó tác dụng. Vật thể càng nặng và di chuyển càng nhanh thì lực tác dụng càng mạnh. Trọng lực làm cho các vật rơi xuống tăng tốc với tốc độ 32,2 feet mỗi giây bình phương. Bằng cách giảm khối lượng trong hộp đựng trứng, bạn đang giảm lượng lực tác động khi nó rơi xuống.
Bình đẳng và đối diện
Định luật thứ ba của Newton nói rằng đối với mọi hành động, có một phản ứng bình đẳng và ngược lại. Điều đó có nghĩa là khi bạn tác dụng một lực lên một vật thể, vật đó sẽ tác dụng lực trở lại vào bạn. Ví dụ, nếu bạn đang đứng trên một chiếc thuyền và đẩy ra khỏi bến tàu, mặc dù bạn đang đẩy bến tàu, bến tàu bị đẩy lùi. Đây là nguyên nhân khiến thuyền di chuyển ra khỏi bến tàu. Khái niệm này rất hữu ích trong việc hiểu tại sao một quả trứng vỡ khi nó chạm đất; mặt đất đang trả lại lực từ quả trứng khi nó chạm đất. Sử dụng vật liệu hấp thụ sốc có thể giúp giảm lượng lực trao đổi giữa mặt đất và quả trứng.
Bảo toan năng lượng
Định luật bảo toàn năng lượng giúp hiểu làm thế nào để giảm thiểu tác động của một quả trứng rơi xuống đất. Năng lượng không thể được tạo ra hoặc phá hủy, chỉ được chuyển giao. Khi một vật rơi xuống đất, một phần năng lượng của nó được truyền xuống mặt đất, trong khi nó giữ lại một chút năng lượng. Đây là lý do tại sao một quả bóng có thể nảy thấp hơn và thấp hơn mỗi lần. Cuối cùng, động năng tiêu tan và quả bóng dừng nảy. Bằng cách hiểu rằng động năng từ một cú ngã có thể bị giảm dần theo thời gian, học sinh có thể cố gắng giảm thiểu lực tác động từ một quả trứng rơi bằng cách sử dụng các vật liệu cho phép nảy.