Les projets de collecte d'œufs aident les élèves à explorer des concepts de base tels que la gravité, la force et l'accélération. Dans un projet de goutte d'oeuf, les détails spécifiques et les règles peuvent varier. L'idée générale consiste à demander aux élèves de concevoir un contenant qui permettra à un œuf de tomber en toute sécurité à différentes hauteurs sans se briser. Souvent, l'un des objectifs est d'essayer d'utiliser le moins de matériel possible. Les projets de goutte d'œuf combinent des compétences de résolution de problèmes avec les principes de base de l'ingénierie et de la physique. La science derrière la résolution du problème de l'œuf qui tombe est trouvée dans les lois du mouvement de Sir Isaac Newton. La première loi stipule qu'un objet au repos restera au repos, et un objet en mouvement restera en mouvement, à moins qu'une force externe déséquilibrée n'agisse sur lui. Cette loi signifie que si les forces agissant sur un œuf qui tombe sont égales, il restera dans son état actuel de mouvement. Si une force supérieure à celle qui agit sur l'œuf est appliquée, elle accélérera. "Accélération" signifie tout changement de vitesse - ralentir, accélérer ou changer de direction. Si vous tenez un œuf, les forces que vous appliquez sont égales et équilibrées, annulant la force de gravité. Par conséquent, il reste immobile dans votre main. Si vous lâchez l'œuf, la gravité devient une force déséquilibrée et fait tomber l'œuf au sol.
Force, masse et accélération
La deuxième loi de Newton traite de la relation entre un objet masse, son accélération et la force qu'il exerce. Plus un objet est lourd et plus il voyage vite, plus il exerce de force. La gravité fait accélérer les objets qui tombent à une vitesse de 32,2 pieds par seconde au carré. En réduisant la quantité de masse dans le conteneur d'oeufs, vous réduisez la quantité de force qu'il exerce en tombant.
Égal et opposé
La troisième loi de Newton stipule que pour chaque action, il y a une réaction égale et opposée. Cela signifie que lorsque vous exercez une force sur un objet, l'objet exerce une force sur vous. Par exemple, si vous étiez sur un bateau et que vous étiez poussé hors du quai, même si vous aviez poussé le quai, le quai a été repoussé. C'est ce qui fait que le bateau s'éloigne du quai. Ce concept est utile pour comprendre pourquoi un œuf se brise lorsqu'il frappe le sol; le sol renvoie la force de l'œuf lorsqu'il rencontre le sol. L'utilisation de matériaux absorbant les chocs peut aider à réduire la quantité de force échangée entre le sol et l'œuf.
Conservation de l'énergie
La loi de la conservation de l'énergie aide à comprendre comment atténuer l'effet d'un œuf qui tombe sur le sol. L'énergie ne peut être ni créée ni détruite, seulement transférée. Lorsqu'un objet tombe sur le sol, une partie de son énergie est transférée au sol, alors qu'il retient de l'énergie. C'est pourquoi une balle peut rebondir de plus en plus bas à chaque fois. Finalement, l'énergie cinétique se dissipe et la balle cesse de rebondir. En comprenant que l'énergie cinétique d'une chute peut être diminuée au fil du temps, les élèves peuvent tenter de minimiser la force de l'impact d'un œuf qui tombe en utilisant des matériaux qui permettent un rebond.
