The 2023 Duke Energy Science Night activities all have fun connections to North Carolina science. Learn more below!
A wind turbine is a device that converts the kinetic energy (energy of motion) of wind into electrical energy. Wind turbines are an important source of renewable energy. In North Carolina, wind power can be found along the coastal areas in the east and the mountain regions in the west. As a result, there are wind turbine projects found throughout the state. In fact, the first wind farm in the southeastern United States opened in the NC counties of Pasquotank and Perquimans in February 2017.
Duke Energy is investing in wind power to help meet the demand for electricity and owns or operates 23 wind energy assets across the country. These are monitored through its Renewable Control Center located in Charlotte, NC and generate over 3,000 megawatts of energy – enough to power more than 720,000 homes and businesses!
If you enjoyed learning about Binary Code, you may be interested in coding! Coding is what makes it possible to create computer software, apps, websites, and video games. Because computers only understand binary, computer programming languages such as Python and C++ have been developed to convert written commands into the binary language understood by the computer.
C++ was used by Epic Games to produce a 3D computer graphics platform called Unreal Engine, which is used in popular video games like Fortnite. Epic Games is one of the top video game design companies in the world and is headquartered in Cary, NC. North Carolina is also home to many other game development and computer technology companies, including Citrix, Google, IBM, Lenovo, Microsoft, Red Hat, and SAS. And even more companies, including Apple, are planning moves to our state to take advantage of the growing workforce.
You can study computer science and programming at most of the community and four-year colleges in our state. Some even have programs in video game design and development!
The USS North Carolina was part of history on November 5, 1915 when a plane was launched from a ship by catapult for the first time ever. Naval aviator Henry Mustin used an early catapult system to launch successfully from the ship. At the time, launching a plane from a moving ship had not been attempted. After that risky start in 1915, US aircraft carrier abilities quickly advanced. By 1922, the US operated the USS Langley, an aircraft carrier that could carry 30 planes. Today’s Nimitz supercarriers can carry upwards of 62 aircraft. Still, the Nimitz owes one of its major functions – the use of catapults to launch planes at high enough speeds for flight from a short runway at sea – to Mustin’s original takeoff from the USS North Carolina.
County fairs are great ways to showcase NC agriculture... but they are also great places to experience the forces of motion firsthand on thrill rides! The forces of gravity and friction and changes between potential and kinetic energy that our Climbing Robot experienced are part of the science behind roller coaster and drop tower rides. With a drop tower, riders are seated in seats attached to a large vertical tower, lifted to the top, briefly held there, and then released to free-fall down. Brakes provide the friction to slow the seats as they come to the bottom of the tower. This give-and-take of energy creates the changes in speed and different sensations you experience when riding the drop tower - which some find thrilling and others, not so much!
North Carolina is home to more than 45 county agricultural fairs, with most of them holding their events in late summer or early fall. The NC Department of Agriculture website is a great resource to locate a fair location near you: https://www.ncagr.gov/MARKETS/FAIRS/nccountyfairlocations.htm
North Carolina is home to many companies that use Artificial Intelligence in their everyday business. Did you see Watson the AI robot win at Jeopardy? That was built by IBM, which calls North Carolina home. Even our farmers are using AI to water and fertilize our crops more effectively. AI is part of our state’s economic future!
The Mercury-Redstone Rocket had enough thrust to leave Earth’s gravitational pull and carry the first American, Alan Shepard, into space in May 1961 in mission Freedom 7. An 83-ft. tall replica of a Mercury-Redstone Rocket and Capsule stands in front of the Museum of Life and Science in Durham, NC.
The Museum of Life and Science is notable for its Aerospace exhibit, which focuses on the early NASA space program. Most of the artifacts on display are on long-term loan from the National Air and Space Museum and are significant Project Apollo-related artifacts. The Museum came into possession of these artifacts with the help of James E. Webb, the second NASA administrator and a native of North Carolina. The Aerospace exhibit includes a hands-on space for learning about aerodynamics, Launch Lab, where you can explore the principles of flight, gravity and airflow.
Further west near Asheville, NC is the Pisgah Astronomical Research Institute (PARI). The PARI site was initially developed by NASA in 1962 as the east coast facility to track satellites and monitor manned space flights. With a rich heritage rooted in the nation’s space program, PARI is now a center for world-class research while providing STEM educational opportunities for all levels of students: K-12, undergraduate, graduate and post-doctoral.
North Carolina is home to dozens of museums and planetariums across the state where you can see space artifacts and explore the science that made space travel and exploration possible!
Speaking of computer chips: Did you know that the Appalachian Mountains are very important to the computer industry? Spruce Pine, NC is the source of the purest natural quartz ever found on Earth! This deposit of quartz (which is a form of silicon dioxide) plays a key role in manufacturing the silicon used to make computer chips. In fact, there’s an excellent chance the chip that makes your laptop or cell phone work was made using sand from this area of NC!
North Carolina is home to many companies and universities involved in high tech microelectronics and biotechnology research. The life sciences industry is also prevalent within the state. As a result, many scientists, engineers, and technicians that work throughout NC use microscopy in their work.
To help prepare future scientists, the North Carolina Community College System has a Life Science Training Initiative called BioNetwork. Their website contains a fully interactive virtual 3D microscope! Check it out at: www.ncbionetwork.org/educational-resources/elearning/interactive-elearning-tools/virtual-microscope
The effects of magnetic currents on moving vehicles can be experienced firsthand at Carowinds in Charlotte, NC. Magnetic breaks are used on the Drop Tower, Intimidator Rollercoaster, and the Fury 325 Rollercoaster. Magnetic breaks are an effective way to slow down large amusement part rides and are commonly used in modern thrill ride design around the world. Magnetic brakes slow the movement of a ride by using magnetic eddy currents. These powerful magnetic currents safely slow the ride before friction brakes are applied to bring it to a complete stop.
The second-tallest building in North Carolina is shaped like a triangle! The Duke Energy Center is a 786-foot tall, 48-floor skyscraper in Charlotte, NC. When it was completed in 2010, it was the largest building in Charlotte (in square footage), second tallest building in Charlotte, and 63rd tallest building in the United States. The building is named for its anchor tenant, Duke Energy. If that name sounds familiar it is because they are the sponsor of the Science Nights that are part of the NC Science Festival! The outside of the building is lit by hundreds of programmable color changing LED lights that provide various shows and effects. For example, if the Carolina Panthers are playing it may light up blue.
Image Source: Charlotte Observer
Thomas Edison and his partners developed the incandescent lamp in 1879 so that houses could have electric lighting, but it was a novelty and not affordable for most North Carolinians at that time. The first electric lighting in the state came from arc lamps installed in the Arista Cotton Mill in Salem in 1881. The streets of Raleigh were lit up by an electric lighting system starting in December 1885. Durham illuminated that city’s streets a few weeks later, and Charlotte switched its streetlights from gas to electricity in 1886. Arc lights arrived in Winston in 1887, in Asheville and New Bern in 1888, in Goldsboro and Henderson in 1890, in Wilmington in 1891, in Fayetteville in 1895, and in Asheboro in 1900.
Biltmore House, located in Asheville NC, is considered the largest private home in the US. It was built for George Washington Vanderbilt by architect Richard Morris Hunt between 1889 and 1895. Even though the Edison light bulb had been introduced a decade earlier, gas lighting was still mostly in use at the time. The design of Biltmore House included the installation of a complex electric supply system to generate electricity for lighting and heating of the mansion, which has 250 rooms. Lights were even installed in the full-sized swimming pool in the basement! There are around 45,000 lights inside Biltmore House and 135,000 LED and mini lights can be found around the estate when it is decorated for Christmas.
Source: NCpedia.org and Biltmore Estate History
The Biltmore Forest School, the first formal school of forestry in the United States, was established in 1898 just outside of Asheville, North Carolina. The institution was led by Dr. Carl A. Schenk, who trained under Gifford Pinchot. Pinchot was the first forester to manage the Biltmore lands in Western North Carolina and later went on to found the federal agency that became the U.S. Forest Service. This is why North Carolina is First in Forestry!
You can learn more about the past, present, and future of scientific forestry by visiting the Cradle of Forestry in America, a 6,500 acre heritage site in Pisgah National Forest just outside of Brevard, North Carolina.
Image Source: North Carolina Collection, UNC Libraries
Las turbinas eólicas son dispositivos que convierten la energía cinética (energía de movimiento) del viento en energía eléctrica. Las turbinas eólicas son una importante fuente de energía renovable. En Carolina del Norte, hay energía eólica a lo largo de la costa este y en las regiones montañosas del oeste. Como resultado de esto, hay proyectos de turbinas eólicas en todo el estado. De hecho, el primer parque eólico del sureste de Estados Unidos se inauguró en los condados de Pasquotank y Perquimans de Carolina del Norte en febrero de 2017.
Duke Energy está invirtiendo en energía eólica para contribuir a satisfacer la demanda de electricidad. Duke Energy es dueña o administra 23 instalaciones de energía eólica en todo el país. Estas instalaciones son monitoreadas desde el Centro de Control de Renovables ubicado en Charlotte en Carolina del Norte y generan más de 3,000 megavatios de energía, suficiente para suministrar energía eléctrica a más de 720,000 residencias y establecimientos comerciales.
Si disfrutó lo que aprendió sobre el código binario, quizás le interese la programación informática. La programación informática hace posible la creación de software, aplicaciones, sitios web y videojuegos. Como las computadoras solo entienden binario, se han desarrollado lenguajes de programación informática como el Python y el C ++ para convertir comandos escritos en lenguaje binario que la computadora entiende.
Epic Games produjo con C++ una plataforma de gráficos por computadora en 3D llamada Unreal Engine, que se usa en videojuegos populares como Fortnite. Epic Games es una de las principales empresas de diseño de videojuegos del mundo y tiene su sede en Cary, Carolina del Norte. En Carolina del Norte también se encuentran muchas otras empresas de desarrollo de juegos y tecnología informática, tales como Citrix, Google, IBM, Lenovo, Microsoft, Red Hat y SAS. Y hay empresas como Apple que están planeando instalarse en nuestro estado para aprovechar la creciente fuerza laboral.
Usted puede estudiar ciencias de la computación y programación en la mayoría de los colegios universitarios y las instituciones de educación superior que ofrecen carreras de cuatro años en nuestro estado. Hay instituciones de educación superior que ofrecen incluso carreras de diseño y desarrollo de videojuegos
El barco de guerra USS North Carolina pasó a la historia el 5 de noviembre de 1915 cuando por primera vez en la historia una catapulta impulsó un avión para que despegara desde un barco. El avión del aviador naval Henry Mustin despegó por medio de un primitivo sistema de catapulta. Hasta ese momento, nunca se había intentado hacer despegar un avión desde un barco en movimiento. Después de ese arriesgado inicio en 1915, las capacidades de los portaviones estadounidenses aumentaron rápidamente. En 1922, el portaviones USS Langley llevaba 30 aviones. Los superportaviones clase Nimitz de hoy en día pueden llevar más de 62 aviones. Aun así, el Nimitz debe una de sus principales funciones –el uso de catapultas para lanzar aviones a velocidades suficientemente altas como para despegar desde una pista corta en el mar– al despegue original de Mustin desde el USS North Carolina.
En Carolina del Norte hay más de 45 ferias agrícolas de condado, y la mayoría de ellas se hacen a fines del verano o principios del otoño. El sitio web del Departamento de Agricultura de Carolina del Norte es un gran recurso para ubicar ferias locales: https://www.ncagr.gov/MARKETS/FAIRS/nccountyfairlocations.htm
Las ferias de condado son excelentes maneras de presentar la agricultura de Carolina del Norte... y también son excelentes lugares para sentir de primera mano las fuerzas del movimiento en emocionantes atracciones. Las fuerzas de la gravedad y la fricción, y la transformación de energía potencial en cinética que ocurrió en nuestro robot escalador, forman parte de la ciencia en la cual se basan las montañas rusas y las torres de caída. En las torres de caída, los pasajeros se sientan en asientos unidos a una gran torre vertical, se elevan hasta el tope, se mantienen allí brevemente y luego se sueltan para que caigan libremente. Los frenos dan la fricción necesaria para reducir la rapidez de caída de los asientos a medida que se acercan a la base de la torre. Esta transformación de energía produce los cambios de velocidad y las diferentes sensaciones que se sienten cuando el pasajero cae en una torre de caída. A algunas personas esto les parece muy emocionante; a otras, no tanto.
En Carolina del Norte hay muchas compañías que utilizan la Inteligencia Artificial a diario. ¿Vio usted a Watson, robot de inteligencia artificial, ganar en Jeopardy? Watson fue construido por IBM, que tiene una sede en Carolina del Norte. Incluso nuestros agricultores se valen de inteligencia artificial para regar y fertilizar cultivos de manera más efectiva. ¡La inteligencia artificial forma parte del futuro económico de nuestro estado!
El cohete Mercury-Redstone tuvo el empuje necesario para llevar al espacio a Alan Shepard, primer estadounidense que salió de la Tierra, en mayo de 1961 en la misión Libertad 7. Hay una réplica de 83 pies de alto del cohete y la cápsula Mercury-Redstone frente al Museo de la Vida y la Ciencia en Durham, Carolina del Norte.
El Museo de la Vida y la Ciencia se destaca por su exposición Aeroespacio centrada en el programa espacial de la NASA. La mayoría de los artefactos de la exposición son un préstamo de larga duración del Museo Nacional del Aire y el Espacio y están significativamente relacionados con el Proyecto Apolo. El Museo obtuvo estos artefactos con la ayuda de James E. Webb, segundo administrador de la NASA y oriundo de Carolina del Norte. En la exposición Aeroespacio se encuentra el Launch Lab, espacio práctico para aprender aerodinámica y explorar los principios del vuelo, la gravedad y el flujo de aire.
Más al oeste, cerca de Asheville, Carolina del Norte, se encuentra el Instituto de Investigación Astronómica Pisgah (Pisgah Astronomical Research Institute, PARI). El PARI fue desarrollado por la NASA en 1962 para rastrear satélites y monitorear vuelos espaciales tripulados desde la costa este. Con una abundante herencia arraigada en el programa espacial de la nación, el PARI es actualmente un centro de investigación de categoría mundial que también ofrece oportunidades educativas en Ciencias, Tecnología, Ingeniería y Matemáticas (Science, Technology, Engineering and Math, STEM) a estudiantes de todos los niveles: K-12, pregrado, postgrado y postdoctorado.
En Carolina del Norte hay docenas de museos y planetarios en los cuales se pueden ver artefactos espaciales y estudiar la ciencia que ha hecho posible la exploración y los viajes espaciales.
Y hablando de chips de computadora, ¿sabía usted que los Montes Apalaches son muy importantes para la industria de la computación? Spruce Pine, Carolina del Norte, es la fuente del cuarzo natural más puro de la Tierra. Este depósito de cuarzo (que es un tipo de dióxido de silicio) es fundamental para la producción del silicio con que se fabrican los chips de computadora. De hecho, es muy probable que el chip de su teléfono o su computadora portátil celular haya sido fabricado con arena de este lugar de Carolina del Norte.
En Carolina del Norte hay muchas empresas y universidades involucradas en investigaciones de microelectrónica y biotecnología de alta tecnología. La industria de las ciencias de la vida también abunda en el estado. Esto implica que muchos de los científicos, ingenieros y técnicos que trabajan en Carolina del Norte usan la microscopía en su trabajo.
Para preparar científicos, el Sistema de Colegios Universitarios de Carolina del Norte auspicia una iniciativa de capacitación en ciencias de la vida llamada BioNetwork. En su sitio web hay un microscopio virtual 3D totalmente interactivo.
Los efectos de las corrientes magnéticas en vehículos en movimiento se pueden sentir de primera mano en el parque de diversiones Carowinds, en Charlotte, Carolina del Norte. En la Torre de Caída (Drop Tower), la Montaña Rusa Intimidante (Intimidator Rollercoaster) y la Montaña Rusa Furia 325 (Fury 325 Rollercoaster) se usan frenos magnéticos. Los frenos magnéticos reducen eficazmente la velocidad de los vehículos de grandes diversiones y normalmente forman parte del diseño de diversiones emocionantes y modernas en todo el mundo. Los frenos magnéticos reducen la velocidad de los vehículos de la diversión por medio de corrientes magnéticas de Foucault. Estas poderosas corrientes magnéticas reducen sin peligro la velocidad de los vehículos antes de aplicar los frenos de fricción para detenerlos completamente.
El edificio que ocupa el segundo lugar en cuanto a altura en Carolina del Norte tiene forma de triángulo. El Duke Energy Center es un rascacielos de 486 pies de alto y 48 pisos ubicado en Charlotte, Carolina del Norte. Cuando se completó en 2010, era el edificio más grande de Charlotte (en pies cuadrados) y, en cuanto a altura, ocupaba el segundo lugar en Charlotte y el 63er lugar en Estados Unidos. El edificio lleva el nombre de su principal inquilino, Duke Energy. Si ese nombre les suena conocido es porque Duke Energy patrocina las Noches de Ciencias que forman parte del Festival de Ciencias de Carolina del Norte (NC Science Festival). La parte exterior del edificio está iluminada por cientos de luces LED programables que cambian de color y ofrecen diversos espectáculos y efectos. Por ejemplo, si hay un partido de los Carolina Panthers, el exterior del edificio puede volverse azul.
Source: NCpedia.org and Biltmore Estate History
Thomas Edison y sus socios inventaron la bombilla incandescente en 1879 para iluminar las casas con electricidad, pero esto era una novedad y no estaba al alcance de la mayoría de los habitantes de Carolina del Norte en esa época. La primera iluminación eléctrica del estado fueron las lámparas de arco instaladas en la fabrica de algodón Arista Cotton Mill en Salem en 1881. Las calles de Raleigh fueron iluminadas por un sistema de iluminación eléctrica a partir de diciembre de 1885. Durham iluminó sus calles unas semanas después, y Charlotte cambió el alumbrado público de gas a electricidad en 1886. Las luces de arco llegaron a Winston en 1887, a Asheville y New Bern en 1888, a Goldsboro y Henderson en 1890, a Wilmington en 1891, a Fayetteville en 1895 y a Asheboro en 1900.
Biltmore House, ubicada en Asheville en Carolina del Norte, es considerada la casa privada más grande de EE. UU. Fue construida para George Washington Vanderbilt por el arquitecto Richard Morris Hunt entre 1889 y 1895. Aunque la bombilla de Edison había aparecido en el mercado una década antes, en esa época todavía se usaba principalmente iluminación de gas. Biltmore House tenía un complejo sistema de generación de electricidad para iluminar y calefaccionar la mansión, que tiene 250 habitaciones. Se instalaron luces incluso en la piscina grande del sótano. Hay aproximadamente 45,000 luces en Biltmore House y 135,000 LED y mini luces en sus alrededores cuando está decorada para Navidad.
La Escuela Forestal de Biltmore (Biltmore Forest School), primera escuela forestal formal de Estados Unidos, fue fundada en 1898 en las afueras de Asheville, Carolina del Norte. La institución fue dirigida por el Dr. Carl A. Schenk, quien estudió con Gifford Pinchot, primer ingeniero forestal de las tierras de Biltmore en Carolina del Norte occidental. Pinchot fundó la agencia federal que se convirtió en el Servicio Forestal de EE. UU. ¡Es por eso que Carolina del Norte es la primera en silvicultura!
Hay más información sobre el pasado, el presente y el futuro de la silvicultura científica en la Cuna de la Silvicultura en América, sitio patrimonial de 6,500 acres ubicado en el Bosque Nacional Pisgah, en las afueras de Brevard, Carolina del Norte.