Ett framgångsrikt science fair-projekt inspirerar kreativitet, provar studenter att ifrågasätta sina antaganden och innebär i allmänhet någonting som trotsar tyngdkraften. Du kan konstruera en pappersplåthuvercraft från några enkla material, och det tjänar till att visa flera viktiga fysiklagar. Projektet erbjuder gott om möjligheter för eleverna att ta mätningar, spela in data och konstruera nya modifieringar för att förbättra svävarens prestanda.

Material, konstruktion och fälttestning

Samla några material, inklusive en engångsutrustning pappersplatta, en ballong, ett sax och en flaska lim. En engångspannplatta är idealisk för experimentet på grund av den upphöjda kanten och materialets hållbarhet. Lim en liten fyrkant av kartong till botten av plattan. Skär den här stycket från en separat pappersplatta och placera den i mitten av svävare. Med hjälp av saxen skapar du ett litet hål genom mitten av plattan och kartongfältet. Drag ballongöppningen genom den undre ytan av plattans hål. Om hålet inte är tillräckligt stort, försök förstora det tillräckligt för att passa ballongen. Dra inte majoriteten av ballongen genom hålet. Du kan behöva justera placeringen av ballongen när du fortsätter att blåsa upp den. Blås upp ballongen och stäng öppningen för att förhindra att luft flyr. Placera plattan upp och ner med ett platt stort bord så att ballongens öppning riktas mot marken. När du släpper ut ballongen kommer luften direkt att strömma ut och nedåt, vilket tvingar plattan att sväva över bordets yta.

Science of Hovercrafts

Newtons tredje lag om rörelse säger att för varje åtgärd finns en lik och motsatt reaktion. När det gäller pappersplåtsvävare är den första åtgärden luftflödet, vilket ballongen går nedåt mot bordet. När ballongen pressar ut luften ökar trycket under plattan. Den motsatta reaktionen i detta fall är svängfartygets flygning från bordets yta. Denna reaktion är endast möjlig eftersom svävaren har mycket mindre tröghet än bordet, och så svarar svävarn mot luftens rörelse ut ur ballongen genom att sväva uppåt mot tyngdkraften.

Experimentation

När du har en fungerande hovercraft, försök experimentera med modellen genom att justera några viktiga variabler. Till exempel kommer hålets storlek att påverka luftflödet från ballongen. Prova att förstora hålet i en andra hovercraft och jämföra hur bra de två modellerna flyger. En annan intressant modifiering innebär att små små hål läggs i kanten på pappersplattan. I stället för att luften flyter under plattan i alla riktningar lika, kommer detta att koncentrera en ström av luft i en enda riktning. Återigen med hänvisning till Newtons tredje lag, kommer luftens verkan att släppa ut plattans sidhål att driva fartyget att röra sig i motsatt riktning, snarare än att det bara svävar på plats.

Mätningar och datainsamling

Du kan kvantitativt mäta hissens lyftkraft genom att placera små vikter på plattans övre yta. Börja detta experiment genom att samla några likformiga vikter; mynt skulle fungera bra för detta. Börja med att lägga vikter, balansera fördelningen av massa över ytan, tills båten inte längre stiger ut ur bordet. Notera vikten som din första mätning, och jämföra den med hisskrafterna för de andra svävarekraftmodellerna. Om du har försökt placera hål i sidan för att skapa en framdrivningsluftsflöde, försök att mäta det avstånd som din svävare kan resa över rummet och jämföra dina resultat med de andra studenterna.

Övriga projekt

Det finns inget mer tillfredsställande än att eleverna kommer fram med sin egen unika idé som fungerar. Ge eleverna några grundläggande material, såsom byggpapper, tejp, popsicle-pinnar, vad som helst du tror kan vara användbart vid modifiering av pappersplåthuvercrafts. Till exempel, med inspiration från naturen, kan eleverna försöka fästa ett pappersfina eller vingar för att ge båten viss stabilitet under flygningen.