Inhalt
Science-Fair-Projekte sind eine Einführung für Kinder in die Welt des Experimentierens. Während Kinder es gewohnt sind, im Unterricht von Naturwissenschaften zu hören, bieten naturwissenschaftliche Projekte die Möglichkeit, sich mit einer Frage ihrer Wahl zu befassen, indem sie ihr eigenes Experiment entwerfen. Für viele Kinder mag das Thema dieses Experiments von ihrer Pausenzeit abhängen: der Sprunghöhe eines Balls.
Newtonsche Gesetze
Grundlage eines Science-Fair-Projekts zur Sprunghöhe eines Balls ist die Untersuchung zweier physikalischer Konzepte. Eines ist Newtons drittes Bewegungsgesetz: Für jede Handlung gibt es eine gleiche und entgegengesetzte Reaktion. Bei einem springenden Ball ist die Aktion ein Ball, der mit einer Kraft auf den Boden fällt, die von der Masse des Balls und der Höhe, aus der er gefallen ist, bestimmt wird. Der Boden übt dann die gleiche Kraft auf den Ball aus, wodurch der Ball zurückspringt.
Schwere
Wenn der Ball zu Boden fällt, drückt die Schwerkraft den Ball nach unten. Wenn der Ball zurückspringt, setzt er seine Kraft ein, um die Schwerkraft zu überwinden, die versucht, den Ball wieder auf den Boden zu drücken. Infolgedessen ist mehr Kraft erforderlich als beim Abprall des Balls, um den Ball auf die Höhe zurückzuführen, von der er ursprünglich gefallen ist. Sobald der Ball seine Kraft zur Überwindung der Schwerkraft aufgebraucht hat, beginnt er, auf den Boden zurückzufallen. Es hüpft dann mit einer Kraft, die von der Höhe abhängt, aus der es zuletzt gefallen ist. Dadurch springt es immer tiefer. Es stoppt, wenn die Kraft des Abpralls nicht mehr ausreicht, um die auf den Ball ausgeübte Schwerkraft zu überwinden.
Fragen
Die Basis jedes Experiments ist eine Frage. Wenn es um die Sprunghöhe eines Balls geht, sollten diese Fragen diejenigen sein, die Daten über die Höhe, auf die Bälle springen, sammeln und analysieren können. Einige Beispiele hierfür sind: "Verlieren Bälle aus unterschiedlichem Material mit der gleichen Geschwindigkeit an Sprunghöhe?" oder "Verlieren Bälle unterschiedlich schnell an Sprunghöhe, wenn sie aus unterschiedlichen Höhen fallen?"
Konfiguration
Für das Experiment sollten Sie einen Stab oder eine große Tafel mit klaren Linien haben, die die Messintervalle hinter dem springenden Ball markieren. Da die Wissenschaft die Genauigkeit bewertet und das Schätzen der Höhe eines springenden Balls in Echtzeit ein heikles Unterfangen ist, sollten Sie eine Kamera haben, die den Ball und das Messgerät dahinter sieht und Ihre verschiedenen Versuche aufzeichnet. Auf diese Weise können Sie das Filmmaterial später überprüfen, um genau zu bestimmen, zu welchem Zeitpunkt der Ball seine maximale Sprunghöhe erreicht hat. Durch Abfragen der Ballposition relativ zum dahinter liegenden Messgerät in der Aufzeichnung können Sie dann eine genauere Messung der Ballhöhe durchführen.