Simples, mas desafiadores, os piões têm uma história que remonta 4.000 anos ao antigo Egito. Professores, estudantes e cientistas se maravilham com a demonstração desse pequeno brinquedo de teorias complexas e conceitos abstratos em engenharia, física, ciências da terra e até biologia. O ímpeto, a inércia, a massa, a precessão giroscópica, a fricção e a energia tornam-se evidentes quando se experimenta um pião.
Orientações para projectos científicos
Um projecto científico abrangente inclui uma questão de investigação, hipótese, procedimento, resultados e conclusão. Para começar, você precisa fazer algumas perguntas, como "Como isso funciona?" e "O que acontecerá se eu mudar uma coisa e manter as outras condições iguais?" Você então prevê os efeitos das mudanças, observando as condições e pensando como um cientista. Depois de experimentar para ver resultados diferentes, observe e registre seus resultados.
Cores primárias
Um projeto científico fácil sobre cores primárias aditivas anexa um gráfico de pizza - com pelo menos três triângulos de tamanho igual em verde, vermelho e azul - para a superfície do topo. (Isso é diferente das cores primárias dos pigmentos, que são vermelho, amarelo e azul.) Quando a parte superior gira na velocidade mais rápida, você vê um brilho de branco em vez de cores separadas. Para um projeto de ciências, você pode usar as cores do arco-íris e demonstrar como as cores se combinam e o reflexo da luz que vem delas. Além disso, tentar mais padrões de cores, redemoinhos em preto e branco e padrões diferentes podem responder à pergunta: "Isso muda o efeito no olho humano?"
Massa em massa
Se você manipular a massa de um pião, você obterá resultados diferentes para o momento e a longevidade do giro do topo. Um projeto científico poderia adicionar mais peso ao fundo do topo ou perto do perímetro, usando materiais como argila ou arruelas de modelagem. Seu projeto responderia à pergunta "Como isso afeta o giro e por quê?"
Se você colocar a mesma quantidade de peso no pião, mas afastá-lo progressivamente do perímetro, você notará menos inércia rotacional perto do centro, porque a inércia rotacional depende não apenas da massa do pião, mas também da localização da massa. Você também pode explorar a energia cinética e potencial relacionada ao atrito que faz com que o topo diminua e eventualmente pare.
Engenharia, Física e Tecnologia -
Como parte do programa de Matemática e Ciência Aprimorada Em agosto de 2010, estudantes do ensino médio em Georgetown, Delaware, usaram o departamento de tecnologias de engenharia na Delaware Technical &Community College para construir o pião mais eficiente. Como um projeto de três partes, você pode elaborar os conceitos de física aplicada de peso, centro de gravidade e inércia rotacional. Para construir um pião, você experimentará vários materiais - como alumínio, papelão, argila, espuma, madeira ou até mesmo um disco compacto - e comparará o efeito no giro do topo. Os alunos do Upward Bound usaram um programa de desenho auxiliado por computador, ou CAD, para criar um modelo 3-D de seu topo.
