鸡蛋保护装置

摘要：设计一个鸡蛋保护装置，使得生鸡蛋从1.5米的高度下落而不破裂（鸡蛋应尽量裸露）。我选用的方法是氢气球法，利用氢气球的升力使鸡蛋下落时的加速度减小，以减小鸡蛋与地面接触前的速度，达到减小鸡蛋受到的冲力。这种方法整个装置重量很轻，而下落过程又可控制在很小的速度，具有很高的安全性。

关键词：鸡蛋 保护 氦气球

前言：生鸡蛋的外壳很脆弱，轻轻一敲就会破裂。保护鸡蛋就要使得它下落时与地面碰撞时受到的冲力很小。而减小冲力主要有两种方法。第一是增加相互作用的时间（如使用缓冲），根据F=Δp/Δt在冲量Δp一定的情况下延长左右时间Δt就能使鸡蛋受到的平均冲力F减小。第二是减小碰撞前鸡蛋的动量以减小冲力，根据p=mv.在质量不变的情况下，应减小鸡蛋的速度。

方案设计：

1. 毽球型：

灵感来源于毽球，姑且叫它毽球型。即像毽球一样在整个装置的底部装上一个密度比较大的重物，在鸡蛋与重物间垫上棉花和泡沫起到缓冲保护鸡蛋的作用，在使装置下落时总是重物先着地。

结构设计：找一个密度很大的重物（上下地面面积不宜过大，约为5CM X 5CM），在重物粘上一个盒子（地面面积与盒子相近），，泡沫放在盒子底部起垫底、缓冲、避震作用。如果没有泡沫的话，鸡蛋直接放在盒底，掉落下来时快速撞击地面，鸡蛋会受到震动而导致破裂。海绵非常柔软，可以包住鸡蛋（鸡蛋下半部被海绵包住并粘住，上半部裸露），起到固定作用。如果没有它，鸡蛋会因为弹跳破裂。

2．降落伞型

与高空跳伞运动原理相同，即利用降落伞增加空气阻力，使整个装置平稳落地。这种方法整个装置重量比较小，效果很好，安全性比较高。

结构设计：一个小型降落伞，一个网兜，把鸡蛋放在网兜里，再把网兜绑在降落伞上。

3.氢气球型

灵感来源于《飞屋环游记》，气球零售商老卡尔利用气球的升力打造了一座可以飞的屋子。在氦气球内冲入足够的氢气，使氢气球的升力F略低于整个装置受到的重力G= mg，根据加速度公式

a=( mg-F)/m

则鸡蛋下落时的加速度将会很小，那么根据自由落体运动速度公式

v^2= =2gh

鸡蛋与地面接触前的速度也会很小，鸡蛋受到的冲力也相应减小。这种方法整个装置重量很轻，而下落过程又可控制在很小的速度，具有很高的安全性。

结构设计：氦气球，一个网兜，把鸡蛋放在网兜里，再把网兜绑在氦气球上即可。

分析：毽球型的缺点是需要的材料比较多，比较难找，并且固定泡沫、棉花与鸡蛋也比较麻烦。降落伞型虽然材料比较简单，但其缺点是需要一定的高度降落伞才能产生作用。由于我们的测试高度是1.5米，高度不够，显然无法使用降落伞，所以降落伞型也不能使用。而氢气球型不受高度影响，并且材料较容易找到，操作也比较简，因此我最终选择的是氦气球型保护装置 。

结论：失败乃成功之母，在方案设计、选择材料和制作过程中会遇到一些失败和成功的地方，我们需在整个过程中总结成功的经验，并使原来不完善的地方尽量变的完善，才能最终找到最好的设计方案。

参考文献

1 《鸡蛋保护器的研究》

2 《大学基础物理学（上）》

鸡蛋保护装置