Експерименти та експерименти з фізики ідеально підходять для того, щоб діти дізналися, як світ працює весело і практично.
Експерименти, які знайомлять дітей з основними фізичними темами, такими як гравітація, інерція, прискорення тощо. допомогти дітям сприймати науку як щось захоплююче, будуючи стосунки з наукою, яка їм буде корисна протягом шкільних років.

Метою експерименту з киданням яєць є побудова конструкції, яка запобігає розриву сирого яйця при падінні з висоти.

Що знадобиться для експериментів з фізикою?

  • Сирі яйця (ідеально, якщо після гарантії у вас залишилося кілька яєць)
  • Пакувальні матеріали, такі як мішки для сміття, пластикові контейнери для їжі, ящики для яєць, паперові склянки, целофан
  • Такі наповнювачі, як бульбашкове обгортання, вата,
  • Допоміжний матеріал, такий як шнурки, стрічки, гумки, соломка, повітряні кулі

Рекомендована процедура експерименту з фізики

  • Бажано розпочати експерименти, пояснивши дітям відповідні фізичні закони та поняття (див. Нижче). Ви можете принаймні наблизити основи до менших.
  • Згодом діти розробляють і конструюють захисний пристрій для самих яєць. Вони отримують лише одне сире яйце та обмежені матеріали. Заохочуйте критичне мислення в дизайні пристрою. Під час процесу задайте їм запитання та попросіть пояснити, як вони застосовують фізичні поняття до свого дизайну.
  • Нарешті, нехай діти перевіряють свої пристрої і не забудьте запитати їх, що вони робили б інакше наступного разу.

Фізичні закони та поняття для школярів

Закони руху Ньютона

Закони руху Ньютона є основними принципами, що ілюструють фізичні експерименти.
Ісаак Ньютон опублікував свої закони руху в 1687 р. Описавши взаємозв'язок сили та руху, він принципово змінив своє розуміння світу.

Закон інерції

Перший із цих законів описує, що об’єкт, що перебуває в русі, залишається в русі, а об’єкт, що перебуває в мирі, залишається в спокої, якщо його не чинить зовнішня сила.
Демонстрація: Покладіть м’яч на рівну поверхню так, щоб він повністю стояв. Запитайте дитину, що, на його думку, буде робити м’яч. Хвилину-дві спостерігайте за м’ячем, а потім нехай дитина м’яко постукає м’ячем, приведе його в рух і за допомогою сили вашої руки зупинить його рух.

Другий закон Ньютона

Там сказано, що коли ви штовхаєте об’єкт із більшою силою, він рухатиметься швидше.
Демонстрація: нехай дитина спочатку злегка штурхає м’яч, а потім застосовує більше сили. Виміряйте, наскільки далеко зайде м’яч в ​​обох випадках, і порівняйте відстані.

Третій закон руху

Він каже, що на кожну дію чи рух відбувається однакова і протилежна реакція.
Демонстрація: Дитина кидає м’яч (приводить його в рух) у другу кульку. Коли вона потрапляє на неї, її імпульс рухається до другої кульки, а перша кулька починає рухатися в протилежному напрямку.

Концепції фізики

Імпульс

Імпульс - це цифра, яка визначає, наскільки важко було б зупинити рух предмета. Це залежить від швидкості та маси, і вчені обчислюють імпульс, множачи масу об’єкта на швидкість об’єкта.
Якщо об'єкт стоїть, то його імпульс дорівнює нулю. Коли об’єкт рухається, він має ненульовий імпульс.
Якщо вага і/або швидкість вищі, імпульс більший. Тому, якщо ви кидаєте маленьку і велику кулю з однаковою швидкістю, велика вдарить людину з більшим імпульсом, зупинити це буде важче, і більшим людям буде боляче.

Коли ви штовхаєте або штовхаєте щось, сила, яку ви застосовуєте, називається тиском.
У фізиці тиск вимірюється як сила, яку ви використовуєте, поділена на площу, на якій ви його використовуєте. Якщо ви застосуєте більше сили або зменшите площу, ви збільшите тиск.
Навколо нас тиск, наприклад, у повітрі чи у воді.

Опір повітря

Опір повітря - це сила тертя, яку повітря штовхає на рухомий предмет. Оскільки ця сила заважає об’єкту рухатися по повітрю, його швидкість сповільнюється.
Можливо, ви вже переживали, як важко було тримати парасольку, коли вона сильно дула. Або ви бачили, як парашут падає повільно, що ви можете використовувати при спробі.

Сила тяжіння

Гравітація - сила притягання, яка тягне предмети назустріч один одному.
Усі предмети мають гравітацію. Однак деякі об'єкти, такі як Земля та Сонце, мають набагато більшу гравітацію, ніж інші. Скільки гравітаційної сили має об’єкт, залежить від того, наскільки він великий (або наскільки він має матерії), а також від того, наскільки ви близькі до об’єкта. Чим ближче ви, тим сильніше гравітація.
Сила тяжіння дуже важлива для нашого повсякденного життя. Без земного тяжіння ми відразу полетіли б. Хоча це може бути цікаво спробувати кілька хвилин, ми, звичайно, не могли б жити без гравітації.
Гравітація Сонця тримає Землю на орбіті навколо Сонця. Життя на Землі потребує сонячного світла та тепла, щоб вижити. Сила тяжіння допомагає Землі залишатися на потрібній відстані від Сонця, тому не буває занадто спекотно або занадто холодно.

Застосування фізики на практиці в експерименті

кидання

З законів Ньютона ясно, що для мінімізації сили, який діє на яйце при ударі, слід запропонувати захисну конструкцію, яка б:

Він зменшив швидкість яйцеклітини в момент удару

Для цього можна використовувати збільшений опір повітря наприклад парашутом.

Парашут може бути простим лезом або складною конструкцією, що забезпечує певний потік повітря. Штопори або перфоровані листочки регулюють падіння яйця і тим самим запобігають перекиданню або заплутуванню пристрою.

Він продовжив час, протягом якого яйце залишається відпочивати

Для цього можна використовувати поглинання деталі тиску початковий удар, наприклад за допомогою набивного ящика. Підходящі амортизуючі матеріали включають бавовняні кульки, арахісову обгортку, міхур або навіть зім'ятий папір.

Розширені експерименти з різними креативними конструкціями використовують поглинання ударів із використанням зон деформації або підвісу:

  • Стрілоподібні конструкції призначені для посадки на край, який забезпечує велику зону деформації для поглинання тиску вплив.
  • Конструкція підвіски, хоч і є більш складною, щоб зробити її належним чином, може пом'якшити значне падіння без заповнення або деформації зони. Яйце утримується всередині зовнішньої структури за допомогою гумок або інших еластичних матеріалів. У разі удару вони пружно розтягуються, поглинають силу і захищають яйце.