Los proyectos de gota de huevo ayudan a los estudiantes a explorar conceptos básicos como la gravedad, la fuerza y la aceleración. En un proyecto de caída de huevos, los detalles y las reglas específicos pueden variar. La idea general es que los estudiantes diseñen un contenedor que permita que un huevo caiga de forma segura desde distintas alturas sin romperse. A menudo, uno de los objetivos es intentar usar la menor cantidad de material posible. Los proyectos Egg Drop combinan las habilidades de resolución de problemas con los principios básicos de ingeniería y física.
Laws of Motion
La ciencia detrás de la solución del "huevo" que cae se encuentra en las leyes del movimiento de Sir Isaac Newton. La primera ley establece que un objeto en reposo permanecerá en reposo, y un objeto en movimiento permanecerá en movimiento, a menos que actúe sobre él una fuerza externa desequilibrada. Esta ley significa que si las fuerzas que actúan sobre un huevo que cae son iguales, permanecerá en su estado actual de movimiento. Si se aplica una fuerza mayor que la que actúa sobre el huevo, se acelerará. "Aceleración" significa cualquier cambio en la velocidad - ralentización, aceleración o cambio de dirección. Si sostienes un huevo, las fuerzas que estás aplicando son iguales y equilibradas, anulando la fuerza de la gravedad. Por lo tanto, permanece inmóvil en tu mano. Si suelta el huevo, la gravedad se convierte en una fuerza desequilibrada y hace que el huevo caiga al suelo.
Fuerza, masa y aceleración
La segunda ley de Newton trata de la relación entre los objetos masa, su aceleración y la cantidad de fuerza que ejerce. Cuanto más pesado es un objeto, y cuanto más rápido viaja, más fuerza ejerce. La gravedad hace que los objetos que caen se aceleren a una velocidad de 32.2 pies por segundo al cuadrado. Al reducir la cantidad de masa en el contenedor de huevos, usted está reduciendo la cantidad de fuerza que ejerce a medida que cae.
Igual y opuesta |
La tercera ley de Newton establece que para cada acción, existe una reacción igual y opuesta. Eso significa que cuando ejerces una fuerza sobre un objeto, el objeto ejerce una fuerza sobre ti. Por ejemplo, si estaba parado en un bote y empujado fuera del muelle, a pesar de que estaba empujando el muelle, el muelle lo empujó hacia atrás. Esto es lo que hace que el barco se aleje del muelle. Este concepto es útil para entender por qué un huevo se rompe cuando golpea el suelo; el suelo está devolviendo la fuerza del huevo cuando se encuentra con el suelo. El uso de materiales amortiguadores puede ayudar a reducir la cantidad de fuerza intercambiada entre el suelo y el huevo.
Conservación de la energía
La ley de la conservación de la energía ayuda a comprender cómo mitigar el efecto de una huevo que está cayendo al suelo. La energía no puede ser creada o destruida, solo transferida. Cuando un objeto cae al suelo, parte de su energía se transfiere al suelo, mientras que retiene algo de energía. Esta es la razón por la que una pelota puede rebotar cada vez más abajo. Eventualmente, la energía cinética se disipa y la pelota deja de rebotar. Al comprender que la energía cinética de una caída se puede disminuir con el tiempo, los estudiantes pueden intentar minimizar la fuerza del impacto de un huevo que cae utilizando materiales que permiten un rebote.