Ankre Aweigh! Hvordan virker Pressure Propel Seilbåter?


Seile unna med vitenskap! Lær om lufttrykk som du tester hjemmelagde seilbåter i et løp mot klokken. Nøkkelkonsepter Ingeniør Press fysikk Introduksjon Har du noen gang sett en seilbåt eller en windsurfer zip sammen uten hjelp av en motor? Du er vitne til vindenes kraft. Men å få fart fra vinden handler alt om å utnytte det godt. Og å vi

Seile unna med vitenskap! Lær om lufttrykk som du tester hjemmelagde seilbåter i et løp mot klokken.

Nøkkelkonsepter
Ingeniør
Press
fysikk
Introduksjon
Har du noen gang sett en seilbåt eller en windsurfer zip sammen uten hjelp av en motor? Du er vitne til vindenes kraft. Men å få fart fra vinden handler alt om å utnytte det godt. Og å vite litt om hvordan trykk fungerer kan hjelpe deg med å designe en bedre båt. Deretter kan du utfordre forskjellige seildesign til et pustdrevet båtløp. Ankre aweigh!
Bakgrunn
Luft består av små partikler som kalles molekyler. Når du blåser på hånden, kan du føle en bris fordi du skyver luftmolekylene med pusten din. Kraften til luftmolekyler som skyver mot overflaten av en gjenstand i vitenskapelige termer, kalles "trykk". I denne aktiviteten vil du utforske førstehånds hvordan lufttrykk kan gjøre objekter flytte.
materialer

  • Materialer for minst to lignende båter, som aluminiumsfolie; Styrofoam kartonger; biter av bassenget nudler
  • Materialer for minst to liknende seiler, for eksempel papir eller skumark
  • En lang, rett akvatisk sykkelbane (Noen elementer som fungerer godt for dette, er vannfylte, hylster av vinylregn, som kan finnes i hjemmet forbedring butikker lange plast badekar eller badekar. En stor mengde stillvann, for eksempel en svømmebasseng med en rett kant, kan også fungere.)
  • straws
  • Hobbypinner
  • Teip
  • Saks
  • Vann for å fylle din racingplass, om nødvendig
  • Noen til å fungere som offisiell for løpet
  • Område uten for mye vind
  • Stoppeklokke

Forberedelse
  • Bygg minst to identiske båter ved hjelp av materialer som er lette og vanntette, for eksempel fra aluminiumsfolie eller stykker med bassengnudler. Hvorfor må båten være lett? Hvorfor skal de være matchende?
  • Deretter gjør mastene ved å tappe suger eller hengelstenger vinkelrett på båtene, eller ved å forsiktig kutte en spalt i bassenget nudelstykker og sette inn staverna. Hver båt får en mast.
  • Nå er det på tide å designe seilene! Hvilke former kan hjelpe båten til å bevege seg raskest?
  • Klipp et stykke lett papir eller skumark for å fungere som storseil for hver båt. Du trenger ikke å matche denne gangen! Faktisk, prøv forskjellige former for å se hva som fungerer best.
  • Passer forsiktig hull i hver ende av arkene og skyv seilene på masten på hver båt gjennom hullene - eller fest dem til mastene.
  • Valgfritt: Dekorer båtene dine på en måte du vil.
  • Forbered racerbanen og gjør deg klar til å løpe!

Fremgangsmåte
  • Plasser den første båten på startlinjen og vær forberedt med et strå for å begynne å blåse på båtens seil. Hvorfor tror du det er viktig å finne et sted uten for mye vind for denne testen?
  • Når offisielle sier, "Go!" han eller hun burde starte stoppeklokken. Begynn å blåse gjennom et halm rettet mot den første båtens seil. Følg båten nedover sporet og blås i seilet mens du går, men bruk ikke halmen til å skyve båten fremover! La den offisielle stoppe stoppeklokken så snart båten når den angitte målstreken på banen. Hvor lang tid tok det for båten å komme til slutten av sporet? Hvor mange ganger måtte du blåse gjennom halmen? Fikk du båten til å seile lett?
  • Deretter er det på tide å prøve den andre båten! Etter at du har tatt pusten, gjenta prosedyren. Hvilken båt kom til målstreken raskere? Seilte de annerledes?
  • Ekstra: Du kan utfordre en venn eller et familiemedlem til et løp. Hvis du ikke har to identiske spor for å løpe samtidig, kan du hver konkurrere i en prøveversjon med stoppeklokken for å se hvem som kan få den raskeste tiden. Hvilke variabler annet enn seil eller båtdesign kan være på spill når du kjører mot en annen person?
  • Ekstra: Hvor mye tror du at seilstørrelsen din gjorde en forskjell? Prøv aktiviteten igjen ved å bygge båter med seil av forskjellige størrelser, men liknende former. Hvor stor eller liten av et seil var den mest vellykkede? Hvorfor tror du det er?
  • Ekstra: Hvor fort kan du få båten din til å gå? Prøv seiler av alle forskjellige former, størrelser og materialer. Hva var den beste kombinasjonen av størrelse, form og materiale?


Observasjoner og resultater
Lufttrykket beveger båten fordi mer kraft utøves på den ene siden av båten enn den andre. Jo vanskeligere du blåser, jo raskere flytter molekylene og jo mer trykk du legger på båtens seil. Pusten din virker akkurat som vind gjør på ekte båter!
Mer å utforske
Slik fungerer det: Seilbåter, fra Smithsonian Institution
Fysikken til seiling, fra QUEST
Seiling, fra PBS Kids
Design og Race Båter, fra Museum of Science and Industry, Chicago

Denne aktiviteten brakte til deg i samarbeid med Museum of Science and Industry i Chicago

Hva har en ubåt, en rakett og en fotball til felles?Storms kan øke hastigheten på ozonet over USADel 8: Håndtering av Habitat DestructionEr naturgass mer klimavennlig?  Forskere kart Tusenvis av lekkasjer i Washington, DCStamcellebehandling for hjertesvikt får en Gull-Standard-prøveTviler Cloud Claims of Metallic HydrogenMenneskelig overbefolkning: Fortsatt et problem av bekymring?Batter Up: Shattering Sticks Opprett fare i MLB Ballparks