Spinning Tops for Science Projects

Enkle, men udfordrende spinning toppe har en historie fra 4.000 år til oldtidens Egypten. Lærere, studerende og forskere undrer sig over denne lille legetøjs demonstration af komplekse teorier og abstrakte begreber inden for teknik, fysik, jordvidenskab og endda biologi. Momentum, inerti, masse, gyroskopisk præcession, friktion og energi bliver klar ved at eksperimentere med en spindingstop.

Videnskabsprojektets retningslinjer

Et omfattende videnskabsprojekt omfatter et forskningsspørgsmål, en hypotese, en procedure, resultater og konklusion. For at komme i gang skal du stille et par spørgsmål, f.eks. "Hvordan virker dette?" og "Hvad sker der, hvis jeg ændrer en ting og holder de øvrige betingelser det samme?" Du forudsiger derefter virkningerne af ændringerne, ser på forhold og tænker som en videnskabsmand. Efter at have eksperimenteret med at se forskellige resultater, observere og registrere dine resultater.

Primærfarver

Et let videnskabsprojekt om additiv primære farver lægger et cirkeldiagram - med mindst tre lige store trekanter i grøn, rød og blå - til topens overflade. (Dette er anderledes end de primære farver for pigmenter, som er røde, gule og blå.) Når toppen spinder med sin hurtigste hastighed, ser du en blænding af hvid i stedet for adskilte farver. For et videnskabsprojekt kan du bruge regnbuens farver og demonstrere, hvordan farver blandes sammen og reflektion af lys, der kommer fra dem. Desuden kan man prøve flere farve mønstre, sort og hvid hvirvler og forskellige mønstre kan svare på spørgsmålet "Ændrer dette effekten på det menneskelige øje?"

Masse

Hvis du manipulerer massen af en spindeplade, vil du opnå forskellige resultater for momentets og lang levetiden af ​​toppens spin. Et videnskabsprojekt kunne tilføje mere vægt til bunden af ​​toppen eller nær omkredsen ved hjælp af materialer som modellerings ler eller skiver. Dit projekt ville svare på spørgsmålet, "Hvordan påvirker dette spin, og hvorfor?"

Hvis du lægger samme vægt på spinningstoppen, men flytter den gradvist væk fra omkredsen, vil du notere mindre rotations inerti nær midten, fordi rotations inertien ikke kun afhænger af spindelens masse, men også på massens placering. Du kan også udforske kinetisk og potentiel energi relateret til friktionen, der får toppen til at bremse og til sidst stoppe.

Engineering, Fysik og Teknologi

Som led i programmet Upward Bound Math and Science i August 2010, gymnasieelever i Georgetown, Delaware, brugte ingeniørteknologiafdelingen på Delaware Technical & Community College at bygge den mest effektive spinning top. Som et tredelt projekt kan du uddybe de anvendte fysikbegreber af vægt, tyngdepunkt og rotations inerti. For at opbygge en spindeplade, vil du eksperimentere med flere materialer - som aluminium, pap, ler, skum, træ eller endda en compact disc - og sammenligne effekten på topens spin. De opadgående studerende brugte et computerstøttet design eller CAD-program til at lave en 3-D-model af deres top.