Муниципальное бюджетное образовательное учреждение «Гимназия №3 в Академгородке» Советского района города Новосибирска Научноисследовательская работа «Разноцветные шарики или опыт Плато» Выполнила: Щетинина Александра Юрьевна, ученица 7а класса Научный руководитель: Коряжкина Светлана Анатольевна Новосибирск – 2013
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Муниципальное бюджетное образовательное учреждение
«Гимназия №3 в Академгородке» Советского района
города Новосибирска
Научно-‐исследовательская работа
«Разноцветные шарики или опыт Плато»
Выполнила: Щетинина Александра Юрьевна,
ученица 7а класса
Научный руководитель:
Коряжкина Светлана Анатольевна
Новосибирск – 2013
Задача: Сделать разноцветные шарики в разных маслах и понаблюдать за их поведением (опыт Плато).
Цель: Выяснить, почему шарики плавают, сохраняя свою форму, и почему некоторые шарики зависают, а некоторые – нет, от чего это зависит.
Описание эксперимента:
1) оборудование: два стакана (или два прозрачных флакона), касторовое и подсолнечное масла;
2) проведение опыта: Налить в прозрачный стакан (или прозрачный флакон) касторовое масло на достаточную высоту, не торопясь капнуть в масло каплю подкрашенной обыкновенными акварельными красками воды. Тоже самое проделать и с подсолнечным маслом.
Результаты эксперимента:
Во флакончике с подсолнечным маслом картина не получилась, так как многие шарики смешались в одно целое, и остались на поверхности или опустились на дно флакончика. В подсолнечном масле шарики опускались на дно намного быстрее, чем в касторовом масле, практически не зависая. Объём подсолнечного масла: 21 см3.
А во флакончике с касторовым маслом получилась картина из мелких разноцветных висящих шариков, и из больших лежащих на дне шариков. В касторовом масле мелкие шарики зависали, а большие уходили на дно. Но в итоге те шарики, которые опускались на дно -‐ смешались. Объём касторового масла: 14 см3, объём маленьких капелек: 0.001 см3, больших – 1.02 см3.
Время “жизни”: 00:45.
Опыт с маслом и водой, смешанной с одеколоном:
Капелька воды, смешанная с одеколоном опускалась очень медленно. Это обосновывается тем, что одеколон состоит из спирта, а спирт легче воды и масла.
Время “жизни” капелек воды с одеколоном: 01:55, объём капельки: примерно 1.02 см3.
Теоретическое обоснование исследования:
Мы привыкли думать, что жидкости не имеют никакой собственной формы. Это неверно. Естественная форма всякой жидкости — шар. Это потому, что со всех сторон на каплю давит одинаковое давление. Обычно сила тяжести мешает жидкости принимать эту форму, и жидкость либо растекается тонким слоем, если разлита без сосуда, либо же принимает форму сосуда, если налита в него.
Находясь внутри другой жидкости такого же удельного веса, жидкость по закону Архимеда “теряет” свой вес: она словно ничего не весит, тяжесть на нее не действует — и тогда жидкость принимает свою естественную, шарообразную форму.
Впервые этот поучительный опыт произвел бельгийский физик Плато. Самым известным его открытием был стробоскоп. (Стробоскоп -‐ прибор, позволяющий видеть движущийся объект неподвижным).
Выталкивающая сила – вот то, что не даёт некоторым шарикам упасть.
Что это такое:
Выталкивающая сила – это сила, с которой жидкость выталкивает погружённое в неё тело. Она противодействует силе тяжести тела.
Выталкивающая (Архимедова) сила
Зависит от: Не зависит от:
От объёма, погружённой в жидкость, части тела.
От глубины погружения.
От плотности жидкости, в которую погружено тело.
От веса тела.
Касторовое масло, клещевинное масло, жирное растительное масло, получаемое из семян клещевины. Относится к невысыхающим жидким маслам, касторовое масло обладает повышенной вязкостью. Плотность этого масла составляет 974 кг/м3.
Подсолнечное масло, масло растительное жирное, получаемое из семян подсолнечника. Плотность 930 кг/м3. Это масло в 18 раз менее вязкое, чем касторовое.
Плотность касторового масла больше, чем плотность подсолнечного масла. Следовательно-‐выталкивающая сила касторового масла будет больше растительного.
Вывод: Выталкивающая сила зависит от плотности жидкости. Чем больше плотность жидкости, тем больше выталкивающая сила. Шарики маленького объёма должны оседать медленнее шариков большого объёма (таблица). Как и показал опыт.
Выталкивающая сила зависит от объема тела (или части тела), погруженного в жидкость. Чем больше объем тела, тем больше выталкивающая сила.
Плотность касторового масла и чистой воды практически одинакова, что создает для небольших разноцветных капель воды состоянии невесомости.
Шарики не растворяются в маслах, так как эти капельки – это подкрашенная акварельными красками вода, а вода не смешивается ни с какими маслами.
Результаты эксперимента полностью совпали с теорией.