Sisu
Munatilkade projektid aitavad õpilastel uurida selliseid põhimõisteid nagu gravitatsioon, jõud ja kiirendus. Munatilkade projektis võivad konkreetsed üksikasjad ja reeglid erineda. Üldine idee on, et õpilased kavandaksid mahuti, mis võimaldab munal erineva kõrgusega ohutult kukkuda ilma purustamata. Sageli on üks eesmärke proovida kasutada võimalikult vähe materjali. Munatilkade projektid ühendavad probleemide lahendamise oskused tehnilise ja füüsika aluspõhimõtetega.
Liikumise seadused
Kukkuva muna "probleemi" lahendamise aluseks olev teadus on sir Isaac Newtonsi liikumisseadustes. Esimeses seaduses öeldakse, et puhkeasendis jääb objekt puhkeolekus ja liikuv objekt jääb liikuma, välja arvatud juhul, kui sellele toimib väline tasakaalustamata jõud. See seadus tähendab, et kui langevale munale mõjuvad jõud on võrdsed, jääb see praegusesse liikumisasendisse. Kui rakendatakse munale mõjuvast suuremat jõudu, kiireneb see. Kiirendus - mis tahes kiiruse muutus - aeglustumine, kiirendamine või suuna muutmine. Kui hoiate muna, siis on rakendatavad jõud võrdsed ja tasakaalus, kustutades raskusjõu. Seetõttu jääb see teie käes liikumatuks. Kui lased munast lahti, muutub gravitatsioon tasakaalustamatuks jõuks ja põhjustab muna kukkumist maapinnale.
Jõud, mass ja kiirendus
Newtoni teine seadus käsitleb objektide massi, selle kiirenduse ja sellele mõjuva jõu suuruse suhet. Mida raskem on objekt ja mida kiiremini see sõidab, seda rohkem jõudu see rakendab. Gravitatsioon põhjustab kukkuvate objektide kiirenemist kiirusega 32,2 jalga sekundis. Vähendades munamahutis oleva massi hulka, vähendate te selle mõjujõudu, mida see alla kukkudes avaldab.
Võrdne ja vastandlik
Newtoni kolmas seadus väidab, et iga toimingu korral on võrdne ja vastupidine reaktsioon. See tähendab, et kui avaldate objektile jõudu, avaldab objekt teile jõudu tagasi. Näiteks kui seisite paadil ja lükkasite doki küljest lahti, ehkki dokki lükkasite, lükkas dokk tagasi. See põhjustabki paadi dokist eemaldumise. See kontseptsioon on kasulik mõistmaks, miks muna maapinnale lööb; maapind tagastab munast jõu, kui see maapinnaga kokku tuleb. Lööke neelavate materjalide kasutamine võib aidata vähendada maapinna ja muna vahel toimuvat jõu hulka.
Energia säästmine
Energia säästmise seadus aitab mõista, kuidas maapinnale langeva muna mõju leevendada. Energiat ei saa luua ega hävitada, ainult üle kanda. Kui objekt kukub maapinnale, kandub osa tema energiast maapinnale, samal ajal kui see osa energiast säilib. Seetõttu võib pall põrgata iga kord madalamale ja madalamale. Lõpuks kineetiline energia hajub ja pall lakkab põrgatamast. Mõistes, et kukkumisel tekkiv kineetiline energia võib aja jooksul väheneda, saavad õpilased proovida vähendada langeva muna löögijõudu, kasutades selleks materjale, mis võimaldavad põrgatada.