Изучение свойств капельной модели жидкости

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ        3

ГЛАВА 1  ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ        5

1.1 Поверхностное натяжение        5

1.2 Вес. Невесомость и перегрузки        7

1.3 Закон Архимеда. Условия плавания тел        9

1.4 Механические колебания. Пружинный маятник. Резонанс        10

ГЛАВА 2 ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ КАПЛИ И ПРИМЕНЕНИЕ ИХ К ЗАКОНАМ ФИЗИКИ        11

2.1 Зависимость формы лежащей на поверхности капли от ее массы        11

2.2 Зависимость формы висящей капли от ее массы        12

2.3 Проверка закона Архимеда        12

2.4 Зависимость формы висящей капли от ускорения ее движения        12

2.5 Переход капли в невесомое состояние        13

2.6 Слияние двух капель в одну        13

2.7 Зависимость частоты колебаний капли от ее массы        144

2.8  Резонанс колебаний капли        14

ЗАКЛЮЧЕНИЕ        15

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ        16

ВВЕДЕНИЕ

Капля -  гениальное изобретение природы, которое успешно использует человек. В природе тоже работает основанная на каплеобразовании «машина» - круговорот влагообмена на нашей планете: испарение, конденсация, дождь.

Где капля, там и пузырь, - общие законы поверхностного натяжения сближают их: пузырь в жидкости – это капля и воздух, вывернутые наизнанку; кристаллик льда – это замерзшая капля или капля – это оттаявший лед.

Капля необходима для всего живого  - защитная капля крови на царапине, очистительная слеза в глазу. Капля – носитель зародыша в процессе оплодотворения. Велика вероятность, что жизнь зародилась именно в капельной форме.

Изучение свойств капель жидкости связано с рядом особенностей, обусловленных сложностью наблюдения поведения капель в различных условиях. При этом возникают трудности с формированием  представлений о каплях жидкости. Целесообразно вначале ознакомиться  с основными свойствами капель на модели. Опыты с такой моделью должны быть наглядны, доступны для воспроизведения  и отражать физику реальной капли.

При выборе модели капли я воспользовался введенной еще Т. Юнгом в 1805г. аналогией между поверхностным слоем жидкости и однородной резиновой пленкой. Предлагаемая модель представляет собой надувной резиновый шарик, заполненный водой. В этом случае роль поверхностной пленки играют резиновые стенки шарика.

Рекомендуемая модель помимо свойств капли жидкости позволяет изучить такие непростые для восприятия явления, как вес и невесомость, изменение веса при колебаниях маятника, собственные колебания капли и ряд других.  

Цель: изучение свойств капельной модели жидкости в различных условиях.  

Задачи:

1. Изучить свойства капельной модели жидкости в различных условиях.
2. Экспериментально  определить зависимость формы капли жидкости от ее массы, ускорения, поверхностного натяжения и сил, действующих на нее.
3. Проанализировать полученные результаты, сделать выводы.

Объект исследования: капельная модель жидкости.

Предмет исследования: проверка выполнения физических законов и явлений.

Методы исследования: эксперимент, сравнение, анализ.

Гипотеза: так как капля обладает массой, то, вероятно, ее форма определяется совокупным действием поверхностного натяжения и внешних сил.

Актуальность работы: результаты данной работы могут быть использованы в качестве дидактического материала на уроках физики, при создании творческих работ художественной направленности, а также в повседневной жизни, например, при создании композиций из замороженного разноцветного сиропа (для коктейлей); при создании автополива комнатных растений, нуждающихся в особом поливе (суккуленты, кактусы, эухарис, стефаносис и др.); при содержании в аквариумах сухопутных улиток - ахатинов.