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.  

   

Литература  и  сайты:  

1. http://canegor.urc.ac.ru/bezpriborov/92466792.html  2. http://class-­‐fizika.narod.ru/o44.htm  3. http://www.mirsmazok.ru/blogs/modules.php?name=articles&id=687  4. http://ru.wikipedia.org/wiki/%CF%EE%E4%F1%EE%EB%ED%E5%F7%ED%EE

%E5_%EC%E0%F1%EB%EE  5. http://class-­‐fizika.narod.ru/7_archim.htm