1. Bài toán đặt ra: Khối lượng không khí trong bóng bay ảnh hưởng đến khoảng cách đi của nó như thế nào?
2. Đồ dùng cần chuẩn bị:
- Bong bóng
- Kẹp bướm
- Dây dù thả diều
- Ống hút
- Băng keo
- Thước dây
- 2 Cột trụ ( Cao ít nhất 1m và đặt cách nhau ít nhất 15m)
- Giấy
- Bút chì
- Giấy kẻ ô
- Người hỗ trợ (Bố mẹ hoặc người lớn làm cùng trẻ)
3. Cách thức thực hiện:
- 1. Buộc dây vào 1 cột trụ tại chiều cao ít nhất 1 mét. Để cột trụ còn lại cột vào bước cuối cùng
- 2. Cắt ống hút sao cho chiều dài của ống hút vừa với chiều dài của quả bóng
- 3.Thổi phồng bong bóng và kẹp lại bằng chiếc kẹp bướm
- 4. Đo và ghi lại chu vi đường tròn phần rộng nhất của quả bóng bay. Lúc này bé cần 1 người lớn giúp để giữ quả bóng
- 5. Giữ miệng của quả bóng và gắn ống hút vào quả bóng bằng bằng keo sao cho ống hút và miệng bong bóng song song với nhau
- 6. Luồng sợi dây qua ống hút sao cho miệng quả bóng ở phía đối diện với bé
- 7 Kéo căng sợi dây ra và buộc sợi dây vào cột trụ thứ 2. Đảm bảo rằng chiều cao từ mặt đất đến chỗ buộc dây của cột trụ thứ 2 bằng với cột trụ thứ nhất. Luôn giữ ở vị trí này bất kỳ khi nào bạn thực hiện việc bắn tên lửa bóng bay. Hãy đoán xem vì sao chúng ta phải giữ chiều cao vị trí buộc dây của 2 cột trụ bằng nhau lại rất quan trọng
- 8. Đếm từ 3 đến 0 và bắt đầu để tên lửa bay! Lúc này bé cần người hỗ trợ để sử dụng thước đo đo và ghi lại lại điểm trên dây mà bóng bay dừng lại
- 9. Lặp lại các bước từ 5 đến 8 với ít nhất 2 quả bóng nữa với chu vi đường tròn rộng nhất giống với trái đầu tiên
- 10. Khoảng cách mà quả bóng bay đi được sẽ là trung bình cộng của ít nhất 3 lần thực hiện
- 11. Sau đó thực hiện lại bước 5-8 với quả bóng bay có chu vi đường tròn lớn hơn 5 cm so với quả bóng đầu tiên
- 12. Thực hiện thêm ít nhất 2 lần với quả bóng với chu vi này và lấy kết quả chiều dài đường đi là trung bình cộng. Ghi lại kết quả vào giấy kẻ ô (Tham khảo bảng phía dưới đây)
Ghi lại kết quả và hãy dự đoán xem điều gì đã xảy ra? Chu vi quả bóng ảnh hưởng như thế nào đến đường đi của nó?
4. Kết quả thí nghiệm
Nếu có sự chênh lệch lớn giữa chu vi đường tròn rộng nhất của quả bóng thì trẻ sẽ nhìn thấy được rằng khoảng cách trung bình mà quả bóng sẽ tăng lên rất nhiều khi chi vi đường tròn của quả bóng tăng lên
5. Bí ẩn khoa học đằng sau:
Tất cả tên lửa hoạt động dựa vào lực đẩy của khí từ miệng ống phun với tốc độ nhanh. Lực này sẽ đẩy phần còn lại của tên lửa theo hướng ngược lại, theo định luật 3 niu tơn: "Trong mọi trường hợp, khi vật A tác dụng lên vật B một lực, thì vật B cũng tác dụng lại vật A một lực. Hai lực này có cùng giá, cùng độ lớn, nhưng ngược chiều.". Điều này có nghĩa là khi bạn tạo lực đẩy vào 1 vật thì sẽ có 1 lực khác đẩy ngược lại bạn. Có thể bạn sẽ có suy nghĩ là "Tại sao bạn không bị đẩy bay đi khi tác động lực đẩy vào 1 vật hoặc ném một quả bóng?" Lý do đó chính là bạn sẽ không bay giống quả bóng vì trọng lượng của bạn lớn hơn so với lực đẩy vào bạn. Thậm khí là khi quả bóng có tạo ra 1 lực đẩy ngược lại bằng với lực đẩy của bạn thì điều này cũng rất khó để làm bạn bị đẩy đi.
Quả bóng càng lớn thì di chuyển càng nhanh vì chúng có thể đẩy nhiều không khi hơn. Khi quả bóng của bạn đẩy không khí ra ngoài với cùng một tốc độ thì quả bóng lớn hơn sẽ có nhiều năng lượng hơn và điều này giúp chúng có thể sử dụng lực trong thời gian dài hơnRất khó để tính toán ra được lượng không khí có trong mỗi quả bóng. Chúng ta có thể sử dụng công thức này:Có 1 điều thí vị về phương hướng của lực đẩy đi. Chúng ta thử dán miệng của của bóng lệch 1 ít về 1 bên thay vì hướng song song với chiếc ống hút. Hãy dự đoán xem điều gì sẽ diễn ra?
Hoặc bạn có thể phối hợp 1 qủa bóng lớn hơn và 1 quả bóng nhỏ hơn cùng với nhau để mà chúng không thể di chuyển khi bạn thả chúng ra. Những trạm không gian đã sử dụng nguyên lý này để thực hiện việc sử dụng để di chuyển từ điểm này đến điểm khác, chuyển động quay và thâm chí chi chuyển qua 1 bên. Đây là cách duy nhất mà chúng có thể thay đổi đến hướng mà chúng muốn, vì chúng không có gì để đẩy chúng đi.