LOGO Научно-практическая конференция школьников НОУ «Поиск» Тема : «Капля и ее свойства» Выполнила : Яковлева Наталья ученица 10 класса Муниципальное бюджетное образовательное учреждение «Оглухинская средняя общеобразовательная школа» Крутинского муниципального района Омской области

ИРООО Актуальность возникают трудности с формированием представлений о каплях жидкости. возникают трудности с формированием представлений о каплях жидкости. отражать физику реальной капли. разнообразны и интересны, Позволяет наглядно понять законы физики. ознакомиться с основными свойствами капель на модели. Опыты должны быть наглядны, доступны для воспроизведения вес и невесомость, изменение веса при колебаниях маятника, собственные колебания капли и ряд других. позволяет изучить непростые для восприятия явления

Цели исследовательской работы Капельная модель Изучить свойства капельной модели жидкости на практике с последующим применением законов физики (Закон всемирного тяготения, закон Архимеда, изучения понятия веса тела, невесомости. Показать связь между знанием и истиной природы физических законов.

Задачи исследовательской работы Задачи Осмыслить факты, приводящее нас к построению модели, Показать опыты, которые позволят убедиться в правильности и важности законов, действующих на капельную модель.

Модель капля Гипотеза Предмет исследования Объект исследования: А можно ли на капельной модели жидкости, объяснить и понять законы физики Модель « капля жидкости» Модель « капля жидкости » Применение законов физики и объяснение их на капельной модели

Опыт 1 Зависимость формы лежащей на поверхности капли от ее массы – Две «резиновые капли» разной массы помещают рядом на твердой ровной поверхности. Обращают внимание на различие форм капель: та капля, масса которой больше, сплющена сильнее, форма меньшей капли близка к сферической Вывод: чем больше масса капли, тем больше влияние на ее форму гравитационных сил и тем сильнее ее форма отличается от сферической

Зависимость формы висящей капли от ее массы Две «резиновые капли» разной массы подвешивают рядом на штативах. Обращают внимание на различие форм капель: та капля, масса которой больше, вытянута сильнее, форма меньшей капли близка к сферической. Вывод: Чем больше масса капли, тем больше сила тяжести, действующая на каплю, и тем сильнее взаимодействие капли и подвеса, препятствующее силам поверхностного натяжения образовать сферическую поверхность Опыт 2

Форма капли в невесомости « резиновую каплю » подбрасываем вверх и наблюдаем за ее формой, она становится сферической Вывод: Вода обладает собственной формой, как и любая другая жидкость. Ее форма шар. Утверждение учебников, что вода принимает форму сосуда, а собственной не имеет, неверно. Ее собственная форма на Земле обычно искажена земным притяжением. Но что воде свойственна форма шара, в этом очень легко убедиться достаточно слетать на космическом корабле в космос и вытряхнуть там воду из бутылки. Можно увидеть это и на Земле: посмотрите на падающую каплю или выдуйте хороший мыльный пузырь. В этих случаях действие веса исключено и вода принимает собственную форму.(видео)F:\видео для ноу\опыт 3.aviF:\видео для ноу\опыт 3. avi Опыт 3

«Резиновую каплю» держат за подвес и обращаем внимание на форму капли. Начинают равномерно поднимать каплю. Замечают при этом, что форма капли не меняется. Резко подняв руку вверх, заставляют каплю двигаться ускоренно. Наблюдают за изменением формы капли капля становится более вытянутой. Вывод При равномерном движении сила натяжения подвеса не меняется. Следовательно, не меняется и форма капли. При движении капли вверх с ускорением увеличивается сила натяжения подвеса. В этом случае увеличивается влияние взаимодействия капли и подвеса на форму капли, и капля становится более вытянутой(видео).F:\видео для ноу\опыт 4.aviF:\видео для ноу\опыт 4. avi Зависимость формы капли от ускорения ее движения Опыт 4

Переход капли в невесомое состояние «Резиновую каплю» помещают на столик размером -30x30 см, изготовленный из фанеры или пенопласта. Столик с каплей поднимают над полом на высоту 1,5 м. Отпускают столик и замечают, что, находясь в свободном падении, капля отрывается от столика. F:\видео для ноу\опыт 5.aviF:\видео для ноу\опыт 5. avi Опыт 5 Вывод. Находясь на столике, капля сплющена. В состоянии невесомости под действием поверхностного натяжения капля превращается в сферическую, при этом площадь ее поверхности уменьшается, так как из всех тел равного объема наименьшую площадь имеет шар.

Зависимость частоты колебаний капли от ее массы Две « резиновые капли » разной массы помещают рядом на твердой ровной поверхности. Одновременно приводят обе капли в колебательное движение. Наблюдают, что меньше частота колебаний у капли с большей массой. Делаем вывод, и привожу аналогию колебаний « резиновой капли » и пружинного маятника. Частота колебаний пружинного маятника обратно пропорциональна массе груза. Следовательно, чем больше масса капли, тем меньше частота ее колебаний.(видео)F:\видео для ноу\опыт 6.aviF:\видео для ноу\опыт 6. avi Опыт 6

Опыт 7 «Резиновую каплю» располагают на твердой ровной поверхности (столе). Приводят каплю в колебательное движение, периодически ударяя по ней сверху пальцем. Изменяя частоту ударов, добиваются такой частоты, при которой амплитуда колебаний капли резко возрастает, и капля начинает, колеблясь, подпрыгивать над столом. ( см. видео)F:\видео для ноу\опыт 7.aviF:\видео для ноу\опыт 7. avi Вывод При совпадении частоты вынуждающей силы и собственной частоты колебаний капли возникает резонанс. Резонанс колебаний капли

Сжимает «Резиновую каплю» и наблюдаем деформацию сжатия. Причины деформаций могут быть различными: это и приложенная по какому-то направлению механическая сила; это и сила тяжести, наиболее универсальная из всех сил; это и влияние температуры; увеличение объема. Вывод Первоначально в ней все оси одинаковы и равны диаметру шара, но при деформации шара, скажем его сжатии, он сплющивается и превращается в трехосный эллипсоид. Размеры осей этого эллипсоида и их отличия от первоначального диаметра шара соответствуют величине деформации по трем осям. Опыт 8 Опытная проверка и наблюдение деформации капли.

«Резиновую каплю» перетягивают примерно посередине на две части. Удерживая одной рукой образовавшуюся шейку, другой рукой поворачивают одну из половинок капли на 180°. Получившиеся две «резиновые капли», соединенные между собой, помещают на твердую ровную поверхность. Аккуратно вращая одну из «капель», раскручивают обратно шейку между каплями. Добиваются положения, при котором капли сливаются в одну. (см. видео)F:\видео для ноу\опыт 9.aviF:\видео для ноу\опыт 9. avi Вывод Объясняем, что энергетически более выгодно такое состояние, при котором поверхностная энергия минимальна. Сумма площадей поверхности двух капель больше площади поверхности одной капли после их слияния. Поэтому энергетически, выгодно слияние двух капель в одну. Опыт 9 Слияние двух капель в одну.

В результате проведенных исследований и экспериментов можно сделать такие выводы Исследование физических свойств капли показали, как широко применяется столь простой объект, как капля, и в какие разнообразные науки можно заглянуть, используя её. При выполнении данного проекта я: -накопила теоретические сведения о капле; - провела эксперимент с применением капли;- проанализировала практическую значимость физических законов явлений, гипотез. можно сделать такие выводы: изучение явлений и объектов, связанных со столь простым, казалось бы, объектом, как капля, оказываются очень разнообразны и интересны, она связана с невесомостью, резонансом, деформацией, формой капли, поверхностным натяжением, цепной ядерной реакцией. проведение экспериментов с помощью простых, примитивных подручных материалов позволяет повысить интерес к физике, воспитанию навыков нестандартного мышления, смекалки.

LOGO