Renseignements de base sur les expériences de parachutage d’œufs

Les projets de gouttes d’œufs aident les élèves à explorer des concepts de base comme la gravité, la force et l’accélération. Dans un projet de egg drop, les détails et les 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 gouttes d’oeuf combinent des compétences en résolution de problèmes avec les principes de base de l’ingénierie et de la physique.

Lois du mouvement

La science qui sous-tend la résolution du « problème » de la chute de l’œuf 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’une force extérieure déséquilibrée n’intervienne. Cette loi signifie que si les forces agissant sur un œuf en chute sont égales, il restera dans son état actuel de mouvement. Si une force plus grande que celles qui agissent sur l’œuf est appliquée, elle s’accélère. « 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, son accélération et la quantité de force qu’il exerce. Plus un objet est lourd et plus il se déplace rapidement, 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 contenant d’œufs, vous réduisez la quantité de force qu’il exerce lorsqu’il tombe.

Égalité et opposition

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 debout sur un bateau et poussé hors du quai, même si vous poussiez 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 touche le sol ; le sol restitue 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 au sol. L’énergie ne peut être ni créée ni détruite, mais seulement transférée. Lorsqu’un objet tombe sur le sol, une partie de son énergie est transférée au sol, tout en conservant une partie 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 avec le temps, les élèves peuvent tenter de minimiser la force d’impact d’un œuf en chute en utilisant des matériaux qui permettent un rebondissement.