2024年丢鸡蛋-实验报告

试验名称：怎样使鸡蛋從高空坠落時不摔碎？试验组别与组员：第六，九组：卫奕澄，刘韶宇，王夕试验目的：将一种采用了一定保护措施的鸡蛋從教學楼三楼上扔下，使其自由下落。在鸡蛋不破的前提下，整個装置重量（不包括鸡蛋）越小，体积越小，其比赛成绩就越靠前。试验原理与器材：1.计算得出從拾几米的高空落下，若不计空气阻力，物体落地時的速度将到达拾多米每秒。2.動量定理体現式：Ft=△p

其中△p指的是動量的变化，F指的是冲力的大小，t指的是力的作用時间。

由于鸡蛋在下落的過程中，動量的变化△p一定，鸡蛋所受的力F与力的作用時间t成反比，即t越大，F就越小，作用在鸡蛋上的力就越小。這样，鸡蛋就不轻易碎了。

3.由空中垂直下落的物体所受空气阻力f与空气的密度ρ、物体的有效横截面积S、下落的速率v的平方成正比，阻力的大小可表达為f=CρSv2，其中C為阻力系数，一般在0.2～0.5之间，ρ=1.2kg/m3，物体下落通過一段時间将达匀速，這称為终极速率。

我們可以发現如下的某些平常現象：

雨滴在空气中下落，速度越来越快，所受空气阻力也越来越大。當阻力增長到与雨滴所受重力相等時，二力平衡，雨滴開始匀速下落。

跳伞运動员在空中张開降落伞，凭借著降落伞较大的横截面积获得较大的空气阻力，得以比较缓慢地降落。這些都是這個公式在生活中的应用。

明白了這後来，就不會认為装置的加速度是9.8m/s2了。

4.一切物体都具有惯性。在“高空坠蛋”整個装置落地的一瞬间，装置静止，然而鸡蛋由于惯性，還會继续运動，导致与装置挤压、碰撞，轻易损壞。怎样将鸡蛋由于具有惯性而导致的影响降到最低，還需要我們深入分析处理。5.所用器材：一只鸡蛋，一块塑料桌布，4根20cm長的棉线，一块長，宽為15cm,高為10cm的海绵，塑料袋，透明胶，剪刀。6.试验地點：交大附中2号教學楼3楼、6楼【有風，但風速不大】试验设计与环节：1、降落伞型：

降落伞型，顾名思义，就是运用降落伞，增大空气阻力，以使鸡蛋连同整個装置平稳落地。

這种方案最轻易想到，由于跳伞、宇宙飞船減速，都运用了這個措施，效果很好。安全性极高，使整個装置到达较小的速度即可匀速下落。装置的重量也不會很重。唯一的缺陷就是：受大气扰動影响太厉害，會使试验装置飘忽不定，精确性较差。

2、外包装型：

外包装型，就是用较多的減震材料将鸡蛋严严实实地包裹起来。例如泡沫、棉花、多种填充材料等。通過這些材料的缓冲作用，到达保护鸡蛋的目的。

這种方案也较轻易想到。平常生活中用多种填充材料保护宝贵用品的措施相信大家都見到過。這确实是一种有效的措施。這种方案由于受空气阻力影响很小，因此精确性较高。由于所使用的材料都是密度极小的，因此可将整個装置的重量降到最低。但美中局限性的是：整個装置是自由下落状态，抵达地面時的速度较大，因而對装置的結实度和缓冲效果规定较高，安全性稍差一點。

3、不倒翁型：

不倒翁型，就是使整個装置像不倒翁同样，把重心尽量減少，使得装置下落時能保持稳定状态，保证一直让一种面著地。那么保护工作只需要在這一种面做好就行了，從而节省了材料。

這种方案充足考虑到了上一种方案也許出目前空中翻滚現象，通過改善形成的。其可靠性遠遠高于第一种方案，材料更节省，精确性更高。美中局限性的就是為了保证装置的重心減少，势必要在底部放上一种质量较大的物体，這就大大加重整個装置，将影响比赛成绩。

4、多面体型：

多面体型，就是把整個装置制作成一种多面体，将鸡蛋用結实的绳子固定在多面体的中央，使整個鸡蛋悬空。装置落地後，不管哪個面著地，鸡蛋都不會著地，鸡蛋就完好無损了。

這种方案無需额外的材料，只需要制作多面体的骨架和几根线即可，用料极其节省，因而重量會大大減少。因受空气阻力较小，因此稳定性很好。但這种方案也有一种大的缺陷就是多面体不易扎制，結实程度不高，落地後也許會散架，鸡蛋也就岌岌可危了。

5、双气球型：

双气球型，就是将鸡蛋放在一种气球中，充入一定量空气，在外面再套一种气球，充入适量空气。這样两层气球之间就會形成一种气垫，會使鸡蛋免受地面的冲击。

這种方案所用材料应當是所有方案中最省的，重量只是两個气球的重量，几乎可以忽视不计。但這种方案有一种致命的缺陷就是两层气球之间有一块是紧密接触的，没有气垫的保护，假如此面著地，一切都完了。此外，由于重量太轻，受空气扰動影响，其稳定性也不是很好。

6、螺旋桨型：

螺旋桨型，就是在整個装置上方安顿一种螺旋桨，靠流動的空气推進或遥控，使螺旋桨旋转起来，以提高安全性和精确度。這极像直升飞机的飞行原理。

這种方案因螺旋桨的转動而減小了装置下落的速度，安全性更高。假如是遥控，精确性也會很高。問題是怎样保证螺旋桨一直朝上，螺旋桨一旦不朝上，精确性将無從談起。怎样保证螺旋桨平稳旋转也是一种問題。

7、滑翔机型：

滑翔机型，顾名思义，就是将鸡蛋悬挂在滑翔机下方，整個装置就會在空气中滑翔，最终會平稳地降落。

8、盐水型：

盐水型，就是配一种密度很大的氯化钠溶液，让鸡蛋漂浮在上面，落地後盐水就充當了缓冲材料，保证鸡蛋不破。

這种方案新奇独特，用盐水作缓冲，安全性较高，受到空气阻力影响很小，精确性较高。但装置不易控制，假如装置在空中翻滚，盐水洒出，就起不到保护作用了，因此，一定要保证装置重心要稳，并且尽量減少。這种装置的重量問題也是不容忽视的，毕竟，盐水的密度要比泡沫大得多。

9、吸管组型：

吸管组型，用几根吸管绑在一起做成吸管组，将几组吸管组搭成金字塔形，将鸡蛋夹在中间，用胶条固定。吸管由于是中空的，可以起到缓冲作用。

這种方案材料来源广泛，重量轻，体积小，因而精确性很好。至于安全性嘛，也許要差一點，吸管的缓冲作用毕竟有限。最终，我們小组选择了降落伞型装置。试验結论与反思：1、天气状况的影响：

天气状况對這种比赛的影响可以說是非常大的。重要影响是風力的大小。理想的天气状况应當是几乎没有風，這样才能保证某些需要借助空气阻力来減速的装置可以平稳降落。假如風太大，那么降落伞型、螺旋桨型、双气球型等类型的试验装置就會在風中摇摆不定，精确性會很差，安全性也會大大減少。

2、場地状况的影响：

場地状况的好壞直接影响了比赛成绩。這裏的場地場地重要是指装置落地的場地。理想的場地应當平坦、松软，這样會大大增長成功的几率。遗憾的是這次比赛場地是大理石地面，平坦尚還可以，不過坚硬無比，這無疑是對装置的一次严酷的考验。這就规定我們的装置一定要結实，缓冲效果要好。

3、装置制作状况的影响：

装置制作的好壞具有很大的不确定性。试验時试验成功并不代表著在正式比赛中會成功。