Inhoud
Science fair-projecten zijn een introductie voor kinderen in de wereld van experimenten. Terwijl kinderen gewend zijn om in de klas over wetenschap te horen, bieden projecten voor wetenschapsbeurzen een gelegenheid om zelf een kwestie aan te pakken door hun eigen experiment te ontwerpen. Voor veel kinderen kan het onderwerp van dit experiment worden bepaald door hun tijd in de pauze: de stuiterhoogte van een bal.
Newton Wetten
De basis van een science fair-project op de stuiterhoogte van een bal zal een onderzoek van twee concepten in de fysica zijn. Een daarvan is de derde bewegingswet van Newton: voor elke actie is er een gelijke en tegengestelde reactie. Voor een stuiterende bal is de actie een bal die tegen de grond valt met een kracht die wordt bepaald door de massa van de bal en de hoogte vanaf waar deze is gevallen. De grond zal dan dezelfde kracht op de bal uitoefenen, waardoor de bal terug stuitert.
Zwaartekracht
Wanneer de bal op de grond valt, duwt de zwaartekracht de bal naar beneden. Wanneer de bal terug stuitert, gebruikt hij zijn kracht om de zwaartekracht te overwinnen, die probeert de bal terug naar de grond te duwen. Dientengevolge zal het meer kracht vergen dan waarmee de bal stuiterde om de bal terug te brengen naar de hoogte waarvan oorspronkelijk was gevallen. Zodra de bal zijn kracht heeft opgebruikt om de zwaartekracht te overwinnen, zal deze terugvallen op de grond. Het zal dan stuiteren met een kracht bepaald door de meest recente hoogte van waar het viel, waardoor het naar een lagere en lagere hoogte stuitert. Het stopt wanneer de kracht van de sprong niet langer voldoende is om zelfs de kracht die de zwaartekracht op de bal uitoefent te overwinnen.
vragen
De basis van elk experiment is een vraag. Als het gaat om de stuiterhoogte van een bal, moeten deze vragen de vragen zijn die het verzamelen en analyseren van gegevens over de hoogte waarop ballen stuiteren kan beantwoorden. Enkele voorbeelden hiervan kunnen zijn: "Doen ballen van verschillend materiaal evenveel stuiterhoogte?" of "Verliezen ballen stuiterhoogte met verschillende snelheden als ze van verschillende hoogtes worden gevallen?"
Opstelling
Voor het experiment moet je een staf of groot bord hebben met duidelijke lijnen die meetintervallen achter de stuiterende bal markeren. Omdat wetenschap waarde hecht aan nauwkeurigheid, en het schatten van de hoogte van een stuiterende bal in realtime een beetje een lelijke propositie is, moet je een camera hebben die de bal kan zien en het meetinstrument erachter je verschillende proeven opnemen. Op deze manier kunt u de beelden later bekijken om nauwkeurig het moment te bepalen waarop de bal zijn maximale stuithoogte heeft bereikt. Door de positie van de ballen ten opzichte van het meetinstrument erachter te raadplegen in de opname, kunt u vervolgens een nauwkeurigere meting van de hoogte van de ballen opnemen.