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I progetti di rilascio delle uova aiutano gli studenti a esplorare concetti di base quali gravità, forza e accelerazione. In un progetto di rilascio delle uova, i dettagli e le regole specifici possono variare. L'idea generale è che gli studenti progettino un contenitore che consenta a un uovo di cadere in sicurezza da varie altezze senza rompersi. Spesso, uno degli obiettivi è cercare di utilizzare il minor quantitativo di materiale possibile. I progetti Egg Drop combinano capacità di problem solving con principi di base di ingegneria e fisica.
Leggi del moto
La scienza dietro la risoluzione del "problema" dell'uovo che cade si trova nelle leggi del movimento di Sir Isaac Newton. La prima legge afferma che un oggetto a riposo rimarrà a riposo e un oggetto in movimento rimarrà in movimento, a meno che non venga agito da una forza sbilanciata esterna. Questa legge significa che se le forze che agiscono su un uovo che cade sono uguali, rimarrà nel suo attuale stato di movimento. Se viene applicata una forza maggiore di quelle che agiscono sull'uovo, accelera. "Accelerazione" indica qualsiasi cambiamento di velocità: rallentamento, accelerazione o cambio di direzione. Se tieni un uovo, le forze che stai applicando sono uguali ed equilibrate, annullando la forza di gravità. Pertanto, rimane immobile nella tua mano. Se lasci andare l'uovo, la gravità diventa una forza sbilanciata e fa cadere l'uovo a terra.
Forza, massa e accelerazione
La seconda legge di Newton si occupa della relazione tra una massa di oggetti, la sua accelerazione e la quantità di forza che esercita. Più pesante è un oggetto e più veloce viaggia, più forza esercita. La gravità fa accelerare gli oggetti in caduta a una velocità di 32,2 piedi al secondo al quadrato. Riducendo la quantità di massa nel contenitore dell'uovo, stai riducendo la quantità di forza che esercita mentre cade.
Uguale e opposto
La terza legge di Newton afferma che per ogni azione c'è una reazione uguale e contraria. Ciò significa che quando eserciti una forza su un oggetto, l'oggetto esercita una forza su di te. Ad esempio, se ti trovassi su una barca e ti spingessi fuori dal molo, anche se stavi spingendo il molo, il molo si spinse indietro. Questo è ciò che fa allontanare la barca dal molo. Questo concetto è utile per capire perché un uovo si rompe quando colpisce il terreno; il terreno sta restituendo la forza dall'uovo mentre incontra il terreno. L'uso di materiali che assorbono gli urti può aiutare a ridurre la quantità di forza scambiata tra il terreno e l'uovo.
Conservazione dell'Energia
La legge di conservazione dell'energia aiuta a capire come mitigare l'effetto di un uovo che cade a terra. L'energia non può essere né creata né distrutta, ma solo trasferita. Quando un oggetto cade a terra, parte della sua energia viene trasferita a terra, mentre conserva un po 'di energia. Ecco perché una palla può rimbalzare sempre più in basso. Alla fine, l'energia cinetica si dissipa e la palla smette di rimbalzare. Comprendendo che l'energia cinetica di una caduta può essere ridotta nel tempo, gli studenti possono tentare di ridurre al minimo la forza di impatto di un uovo che cade utilizzando materiali che consentono un rimbalzo.