Contenido
Los proyectos Egg Drop 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 específicos y las reglas pueden variar. La idea general es que los estudiantes diseñen un contenedor que permita que un huevo caiga de forma segura desde diferentes alturas sin romperse. A menudo, uno de los objetivos es tratar de usar la menor cantidad de material posible. Los proyectos Egg Drop combinan habilidades para resolver problemas con principios básicos de ingeniería y física.
Leyes del movimiento
La ciencia detrás de resolver el "problema" del huevo que cae se encuentra en las leyes de 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 una fuerza desbalanceada externa actúe sobre él. Esta ley significa que si las fuerzas que actúan sobre un huevo que cae son iguales, permanecerá en su estado de movimiento actual. Si se aplica una fuerza mayor que las que actúan sobre el huevo, se acelerará. "Aceleración" significa cualquier cambio en la velocidad: desaceleración, aceleración o cambio de dirección. Si sostienes un huevo, las fuerzas que estás aplicando son iguales y equilibradas, cancelando la fuerza de la gravedad. Por lo tanto, permanece inmóvil en tu mano. Si sueltas 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 una masa de objetos, 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, está reduciendo la cantidad de fuerza que ejerce a medida que cae.
Igual y opuesto
La tercera ley de Newton establece que para cada acción, hay 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 retrocedió. Esto es lo que hace que el bote se aleje del muelle. Este concepto es útil para entender por qué un huevo se rompe cuando toca 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.
Conservacion de energia
La ley de conservación de la energía ayuda a comprender cómo mitigar el efecto de un huevo que cae al suelo. La energía no se puede crear ni destruir, solo se puede transferir. Cuando un objeto cae al suelo, parte de su energía se transfiere al suelo, mientras retiene algo de energía. Es por eso que una pelota puede rebotar más y más bajo cada vez. Finalmente, 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 usando materiales que permitan un rebote.