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Egg-Drop-Projekte helfen den Schülern dabei, grundlegende Konzepte wie Schwerkraft, Kraft und Beschleunigung zu erforschen. In einem Egg Drop-Projekt können die spezifischen Details und Regeln variieren. Die allgemeine Idee ist, dass die Schüler einen Behälter entwerfen, in dem ein Ei sicher aus verschiedenen Höhen fallen kann, ohne zu zerbrechen. Oft ist es eines der Ziele, so wenig Material wie möglich zu verwenden. Egg-Drop-Projekte kombinieren Problemlösungskompetenz mit den Grundprinzipien von Ingenieurwesen und Physik.
Bewegungsgesetze
Die Wissenschaft hinter der Lösung des "Problems" des fallenden Eies steckt in den Bewegungsgesetzen von Sir Isaac Newton. Das erste Gesetz besagt, dass ein ruhendes Objekt in Ruhe bleibt und ein in Bewegung befindliches Objekt in Bewegung bleibt, es sei denn, es wird von einer externen unausgeglichenen Kraft angegriffen. Dieses Gesetz besagt, dass wenn die Kräfte, die auf ein fallendes Ei wirken, gleich sind, es in seinem aktuellen Bewegungszustand bleibt. Wenn eine Kraft ausgeübt wird, die größer ist als die, die auf das Ei einwirkt, wird es beschleunigt. "Beschleunigung" bedeutet jede Änderung der Geschwindigkeit - Verlangsamen, Beschleunigen oder Richtungswechsel. Wenn Sie ein Ei halten, sind die von Ihnen ausgeübten Kräfte gleich und ausgeglichen, wodurch die Schwerkraft aufgehoben wird. Daher bleibt es unbeweglich in Ihrer Hand. Wenn Sie das Ei loslassen, wird die Schwerkraft zu einer unausgeglichenen Kraft und das Ei fällt zu Boden.
Kraft, Masse und Beschleunigung
Newtons zweites Gesetz befasst sich mit der Beziehung zwischen einer Objektmasse, ihrer Beschleunigung und der Kraft, die sie ausübt. Je schwerer ein Gegenstand ist und je schneller er sich fortbewegt, desto mehr Kraft übt er aus. Durch die Schwerkraft werden fallende Objekte mit einer Geschwindigkeit von 32,2 Fuß pro Sekunde im Quadrat beschleunigt. Indem Sie die Masse im Eierbehälter reduzieren, reduzieren Sie die Kraft, die er beim Fallen ausübt.
Gleich und entgegengesetzt
Das dritte Newtonsche Gesetz besagt, dass es für jede Handlung eine gleiche und entgegengesetzte Reaktion gibt. Das heißt, wenn Sie eine Kraft auf ein Objekt ausüben, übt das Objekt eine Kraft auf Sie aus. Wenn Sie beispielsweise auf einem Boot standen und vom Dock gestoßen wurden, wurde das Dock zurückgeschoben, obwohl Sie das Dock gedrückt haben. Dies bewirkt, dass sich das Boot vom Dock entfernt. Dieses Konzept ist nützlich, um zu verstehen, warum ein Ei bricht, wenn es auf den Boden fällt. Der Boden gibt die Kraft vom Ei zurück, wenn es auf den Boden trifft. Die Verwendung von stoßdämpfenden Materialien kann dazu beitragen, den Kraftaustausch zwischen dem Boden und dem Ei zu verringern.
Energieeinsparung
Das Energieerhaltungsgesetz hilft zu verstehen, wie die Wirkung eines zu Boden fallenden Eies gemindert werden kann. Energie kann weder erzeugt noch zerstört, sondern nur übertragen werden. Wenn ein Gegenstand auf den Boden fällt, wird ein Teil seiner Energie auf den Boden übertragen, während er etwas Energie behält. Aus diesem Grund kann ein Ball jedes Mal tiefer und tiefer springen. Schließlich geht die kinetische Energie verloren und der Ball hört auf zu springen. Wenn die Schüler verstehen, dass die kinetische Energie eines Sturzes mit der Zeit verringert werden kann, können sie versuchen, die Aufprallkraft eines fallenden Eies zu minimieren, indem sie Materialien verwenden, die ein Abprallen ermöglichen.