Les projets de dépôt 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'œuf, les détails et règles spécifiques peuvent varier. L'idée générale est de demander aux élèves de concevoir un contenant qui permettra à un œuf de tomber en toute sécurité de différentes hauteurs sans se casser. Souvent, l'un des objectifs est d'essayer d'utiliser le moins de matériel possible. Les projets de dépôt d'oeufs combinent des compétences de résolution de problèmes avec les principes de base de l'ingénierie et de la physique.
Lois du mouvement
La science derrière la résolution du "problème" d'oeuf qui tombe se trouve dans les lois du mouvement de Sir Isaac Newton. La première loi stipule qu'un objet au repos restera au repos et qu'un objet en mouvement restera en mouvement, à moins qu'il ne soit sollicité par une force externe non équilibrée. Cette loi signifie que si les forces agissant sur un œuf qui tombe sont égales, il restera dans son état de mouvement actuel. Si une force supérieure à celles agissant sur l'œuf est appliquée, elle accélérera. "Accélération" signifie tout changement de vitesse - ralentissement, accélération ou changement 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 la masse d'un objet, sa l'accélération et la quantité de force qu'elle exerce. Plus un objet est lourd et plus il se déplace rapidement, plus il exerce de force. La gravité fait accélérer la chute des objets à une vitesse de 32,2 pieds par seconde au carré. En réduisant la quantité de masse dans le récipient à œufs, vous réduisez la quantité de force qu'il exerce à mesure qu'il tombe.
Égal et opposé
La troisième loi de Newton stipule que pour chaque action, il y a un égal et réaction inverse. Cela signifie que lorsque vous exercez une force sur un objet, l'objet exerce une force sur vous. Par exemple, si vous vous teniez sur un bateau et que vous poussiez hors du quai, même si vous poussiez le quai, le quai repoussait. C'est ce qui fait que le bateau s'éloigne du quai. Ce concept est utile pour comprendre pourquoi un œuf se casse lorsqu'il touche 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 conservation de l'énergie aide à comprendre comment atténuer l'effet d'un œuf qui est tomber au sol. L'énergie ne peut ni être créée ni détruite, seulement transférée. Lorsqu'un objet tombe au sol, une partie de son énergie est transférée au sol, tandis qu'il conserve une certaine énergie. C'est pourquoi une balle peut rebondir de plus en plus 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 essayer de minimiser la force d'impact d'une chute d'oeuf en utilisant des matériaux qui permettent un rebond.