Сравнительные характеристики зубной пасты и неньютоновской жидкости

Региональная научно-практическая конференция

«Инновационные изобретательские идеи школьников»

(в различных областях науки и производства)

«Сравнительные характеристики зубной пасты и неньютоновской жидкости»

Выполнил ученик

10 класса

МБОУ «Средняя школа №9 с углубленным изучением отдельных предметов» ЕМР РТ

                                                                              Галлямов Тахир Ильдарович

Научный руководитель –

учитель физики

МБОУ «Средняя общеобразовательная школа №_9 с углубленным изучением отдельных предметов» ЕМР РТ

Окулина Надежда Ивановна

Елабуга 2013   

Оглавление

Введение        

Основное содержание        

Вывод        

Список использованной литературы        

Приложение        

Введение

 В ХХI веке нас постоянно удивляют новыми приборами и их практическим применением, не зря же его назвали «Веком передовых технологий». Я бы хотел повести речь о неньютоновской жидкости, само название уже подразумевает что-то интересное…

Неньютоновской жидкостью называют жидкость, при течении которой её вязкость зависит от градиента скорости. Обычно такие жидкости сильно неоднородны и состоят из крупных молекул, образующих сложные пространственные структуры. Неньютоновскую жидкость так же называют вязкопластичной жидкостью.

Предмет исследования:  зубная паста.

Объект исследования: механические свойства зубных паст на предмет неньютоновской жидкости.

Целью работы: узнать, что такое неньютоновская жидкость и является ли ей зубная паста.

Задачи:

1. Изучить соответствующую печатную литературу и материалы Интернета по данному вопросу.
2. провести экспериментальные исследования различных сортов паст на предмет неньютоновской жидкости.
3. оформить полученные экспериментальным путем данные в виде таблицы и  графика.
4. рассчитать погрешности измерений скорости движения груза внутри зубной пасты.
5. сделать соответствующий вывод.

Основное содержание

На первый взгляд задача довольно проста: и так, для нашего эксперимента нам потребуется:

1. тюбики зубных паст с продетой ниткой и гайкой внутри («Сolgate», «Лесной бальзам», «Семейная», «Blend-a-Med»)
2. набор грузов;
3. штатив;
4. линейка;
5. секундомер;
6. весы с разновесами;

Соберем установку по следующему принципу:

Через тюбик с пастой протянуть нить, на которой будет закреплена металлическая гайка (она находится внутри тюбика). К нижнему концу нити можно подвешивать различные грузы, а за верхний конец нити гайку вытягивать вверх. Если к нижнему концу нити подвесить груз достаточной массы, то он начнет медленно опускаться, протягивая гайку через пасту. ( См. Приложение Рис. 3 )

Сила вязкого трения зависит от скорости, поэтому движение гайки будет равномерным, если не считать начальный участок движения.  

Для увеличения точности будем измерять интервалы времени, за которые грузик проходит фиксированные расстояния. Для этого мы возьмем длину тюбика и мысленно разделим на равные части. Сила сопротивления при движении гайки в пасте пропорциональна ее скорости, т.к она ползет очень медленно, поэтому скорость должна быть пропорциональна массе груза.

Проведя эксперименты с различными массами грузов, результаты занесем в таблицу. (См. Приложение Таблицу 1)

Выведем зависимость и представим ее в формуле:

t= ax + b

Где параметр b примерно должен быть равен нулю, а коэффициент a -  есть величина обратная скорости, т.е время за которое тело проходит единицу пути.

Поэтому скорость и ее погрешность ее определения рассчитаем по формулам:

U= 1 ÷ a и U=U*a ÷ a

Нанесем на график получившиеся точки. Получим кривую зависимость, на которой видно, что если ее продолжить, то попасть в нуль не получиться. Следовательно, не при всякой массе груза гайка начнет движение. . ( Cм. Приложение рис. 2 )

Вывод

1. Совершенный теоретический экскурс по теме «Неньютоновской жидкость».
2. На основании экспериментальных данных построены таблицы и графики, что отвечает поставленным в работе задачам.
3. Экспериментальным путем было доказано, что зубная паста является неньютоновской жидкостью.
4. В ходе работы просчитаны погрешности измерений.
5. В ходе работы выявлено, что сорт зубной пасты принципиально не важен.

Список использованной литературы

1. В.А. Касьянов «Физика 10 класс» издательство «Дрофа» Москва 2010 г.
2. А.С. Енохович «Справочник по физике и технике» издательство «Просвещение» Москва 2008 г.
3. http://ru.wikipedia.org/wiki 
4. http://www.d3o.com/
5. http://rnd.cnews.ru/army/news/line/index_science.shtml?2011/07/12/447219  http://science.compulenta.ru/672763/
6. http://zhelezyaka.com/news.php?id=4915

Приложение

( Рис. 1 )

(Таблица 1)

(Рис. 2 )