Исследование отдельных физических свойств песка
Скачать 250.14 Kb.
|
Опыт 5. Сравнение производимого давления воды и песка на дно и стенки сосуда. Даже в состоянии покоя песок ведет себя самым странным образом. Кажется очевидным, что, оказавшись погребенным под 30-метровой кучей песка, физическое тело испытает гораздо большее давление, чем под 3-метровой. Однако это не так. Цель: выяснить, как распространяется давление в сыпучих веществах. Приборы и материалы: два одинаковых пакета, два лабораторных стакана одинаковой ёмкости, два штатива с муфтами и лапками, стеклянный сосуд кубической формы, песок и вода. Выполнение работы: Если песок высыпать на стол, он образует конусообразную кучу. Эксперименты показали, что давление, которое она оказывает на поверхность стола, максимально не в центре, под пиком, а ближе к краям. Теоретически объяснить это оказалось непросто, но группа исследователей из университета в Эдинбурге предложила гипотезу, согласно которой песчаная куча представляет собой "лабиринт из арок", простирающихся в разных направлениях. Подобно контрфорсам, поддерживающим стены и купол собора, они переносят вес кучи к ее краям, не давая расти давлению в центре. С помощью этой модели ученые смогли получить полный набор уравнений и рассчитать распределение давления в основании кучи. Результаты хорошо подтверждались экспериментом. Воссоздать эксперименты учёных для нас не представляется возможным, но мы придумали и провели эксперимент, который иллюстрирует различие в передаче давления частицами воды и сухого песка. Для проведения опыта нам потребовались два одинаковых пакета, два лабораторных стакана одинаковой ёмкости, два штатива с муфтами и лапками, стеклянный сосуд кубической формы, песок и вода. В один пакет мы осторожно наливали воду (1 стакан), в другой насыпали песок (1 стакан). Поверхность воды была горизонтальна, форма поверхности песка зависела от способа насыпания. Затем в пакеты добавляли воды и песка, в том же объёме и т. д. Пакеты под действием силы давления натянулись. Карандашом проделали по два отверстия, на разных уровнях, в каждом пакете. Действительно, из отверстия расположенного ниже, струя воды текла под большим давлением (см. приложение), это объясняется тем, что давление жидкости на дно сосуда возрастает пропорционально высоте ее уровня (известно из курса физики 7 класса). Наблюдая за течением песка, пришли к выводу, что распределение давления в сыпучем веществе происходит иначе, т.е. силы, действующие между частицами песка, переносят избыточное давление на стенки сосуда (пакета). Давление сыпучего вещества на основание сначала растет, потом достигает максимума и далее остается неизменным. Именно поэтому количество песчинок, проходящих в единицу времени через отверстие, соединяющее две колбы песочных часов, остается примерно постоянным. Скорость же вытекания воды из отверстия в банке по мере снижения уровня непрерывно уменьшается. Заключение В работе мы рассмотрели лишь отдельные свойства обычного песка. Рассчитали оптимальное соотношение песка и воды для построения замка. Убедились, что смесь, состоящая из песка с высоким содержанием воды, обладает совсем другими свойствами, в отличие от влажного или сухого песка. Вычислили насыпную плотность сухого песка и смеси, состоящей из песка и воды. Придумали способ проиллюстрировать особенности передачи давления в сыпучем веществе. Смоделировали природные явления (землетрясение и зыбучие пески) и предприняли попытку физически обосновать процессы, происходящие в обычном песке. Данная тема, является актуальной, т. к. всё чаще средства массовой информации дают сводку об очередном землетрясении, повлёкшем человеческие жертвы и разрушения. Приведём лишь некоторые выдержки из статей: «Землетрясение, произошедшее в Эмиратах 12 марта 2002 года, оказалось сильнейшим за последние 90 лет…28.11.2005. Минувшим воскресеньем в Объединенных Арабских Эмиратах и южных районах Ирана произошло землетрясение. В Иране сила толчков достигла 5,9 баллов по шкале Рихтера. По последним данным 13 человек погибло, десятки получили ранения. На острове Кешм разрушены пять деревень, сообщает «Эхо Москвы»». Человечество обладающее современными знаниями не должно бездействовать и пасовать перед стихией. В настоящее время ученые работают над оценкой возможных рисков в результате землетрясений. Проводят забор почвы в крупных городах с целью выявления тех участков, где может произойти сжижение почвы. Предлагают создать сейсмографическую сеть, которая сможет регистрировать микро-землетрясения, наносить их на карту ОАЭ и отслеживать возможное повышение сейсмической активности, наблюдая за выбросами жидкости и газа из геологических пластов… Рекламные статьи различных туристических фирм приглашают посетить сказочные жаркие страны, где на морском побережье вы обязательно построите замок. «Строить ли настоящий замок (из стекла и бетона) на песке?» – каждый должен ответить себе сам. Приложение Опыт 1. Определение соотношения количества воды и песка для построения замка.
Таблица 1 Масса песка, г Масса воды, г Соотношение количества песка и воды, содержащихся в смеси Наблюдения 200 10 20:1 Песок не весь смочился водой. Лепить трудно, сооружение разваливается. 200 20 10:1 Песок хорошо лепится. 200 30 20/3:1 Песчинки «склеиваются» хорошо, за счёт сил поверхностного натяжения. «Замок» хорошо держит форму. 200 40 5:1 Песок влажный. Сооружение медленно оседает. 200 50 4:1 «Замок» быстро изменяет форму, вокруг сооружения образуется лужица. Добавим 10 г воды Определение массы сухого песка Этапы работы:    Строим замок Опыт 2. Определение насыпной плотности сухого песка и плотности смеси (песка и воды). Таблица 2
Опыт 3. Моделирование землетрясения.
Опыт 4. Моделирование процесса возникновения зыбучего песка.
Опыт 5. Сравнение производимого давления воды и песка на дно и стенки сосуда.
Информационные источники: 1.http://www.orgdosug.ru/pub.php?pid=1678 Зыбучие пески – коварные убийцы 2.ЖИЗНЬ: Великая Китайская стена исчезнет через 20 лет www.utro.ru/articles/2007/08/29/675631.shtml · 111 КБ 3."Песни пустынь" записаны по адресу http://www.yo.rim.or.jp/~smiwa/sound/badaja.html 4.ПЕСОК СУХОЙ, ВЛАЖНЫЙ И ЗВУЧАЩИЙ | №6, 1999 год | Журнал "Наука и жизнь" №6, 1999 год. Песок - материал недолговечный. Музей песка в японском городе Нима. www.nkj.ru/archive/articles/9442/ – 24 Кб 5.Песок и вода. Интересные сведения о песке. Интересные сведения о песке. Песок и вода. Если задуматься, само разнообразие свойств песка достойно удивления. www.snabnerud.com/doc/1.htm – 15 Кб 6. Из песка и на песке. Интересные сведения о песке. Интересные сведения о песке. Из песка и на песке. Песчаный замок или просто куличик, сооруженный на пляже, наглядно демонстрирует огромное различие свойств сухого и влажного песка (см. www.snabnerud.com/doc/2.htm – 15 Кб 7.Енохович А. С. Справочник по физике.–М. Просвещение,1990.–384 с. 8. Практикум по физике в средней школе: Дидакт. материал: Пособие для учителя/Л. И. Анциферов, В. А. Буров, Ю. И. Дик и др.– М.: Просвещение, 1987.–191 с. http://www.orgdosug.ru/pub.php?pid=1678 Зыбучие пески – коварные убийцы Автор: Иван РЫБАКОВ Источник: НЛО № 42 (2002) Размещение на сайте – декабрь 2005 г. На Аляске есть очень красивое место - фьорд Тарнэген. В 1988 году двое туристов, супруги Диксон решили покататься вдоль берега во время отлива. Машина застряла в песке. Адреанна Диксон вышла из автомобиля и мгновенно провалилась в грунт по колено. Муж пытался вытащить женщину но, промучившись несколько часов, так и не сумел освободить ее из капкана. Песок спрессовался и держал ноги наподобие цемента. Диксон вызвал спасателей, но во фьорде уже поднималась вода - начался прилив. Спасти попавшую в зыбучие пески не удалось - несчастная утонула. Зыбучий песок - это подвижная песчаная поверхность, способная засосать любой предмет, попавший на нее. Скорость засасывания зависит от структуры песка, массы и объема постороннего предмета, и других факторов и колеблется от нескольких минут до нескольких месяцев. Существует масса легенд и жутких историй, связанных с зыбучими песками. Большая часть из них объективно отражает страшную опасность, таящуюся под поверхностью песка, на первый взгляд, кажущейся такой безобидной. В 2000 году Национальное географическое общество США выпустило кинофильм о зыбучих песках, посвященный реальной опасности смертоносной природной ловушки, снятый в традициях голливудских фильмов ужасов, после просмотра которого вряд ли вы захотите загорать даже на благоустроенном песчаном пляже. Большая часть легенд о зыбучих песках зародилась в Англии на морских побережьях, где на протяжении веков существовали опасные участки, затягивающие человека или животное, неосторожно ступившего на предательскую поверхность. Вот отрывок из романа Уилки Коллинза «Лунный камень»: «Между двумя скалами лежат самые ужасные зыбучие пески на всем Йоркширском побережье. Во время прилива и отлива что-то происходит в их глубине, заставляя всю поверхность песков колебаться самым необычным образом... Уединенное и страшное место! ...Ни одна лодка не осмеливается входить в эту бухту... Даже птицы улетают подальше от зыбучих песков. Начался прилив, и страшный песок стал содрогаться. Коричневая масса его медленно поднималась, а потом вся она задрожала...» | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Похожие:
 | Учебно-методический план элективного курса для профильного обучения школьников Практическая работа Исследование физических и химических свойств некоторых кислот | | Изучение свойств Атмосферы земли Образовательная: обеспечить усвоение учащимся основных физических свойств воздуха; состава воздуха; типов облаков |
 | Методы исследования физических свойств наноструктур Целью курса является формирование у слушателей компетенций, позволяющих самостоятельно принимать решение о выборе методов исследования... | | Практикум Учебное пособие для студентов строительных специальностей... Приведены стандартные методы определения основных физико-механических свойств как для сырьевых компонентов (цемента, битума, песка),... |
| Дипломный проект тема Исследование динамических свойств автоматической... Тема Исследование динамических свойств автоматической системы регулирования тока тяговых двигателей электровоза 2ЭС6 | | Московский городской педагогический университет В основу курса положен принцип системного подхода при изучении ботанических ресурсов, а также традиционные описательные методы отдельных... |
| Тема, часы П/Р №1 Исследование свойств ароматических веществ: спиртов, альдегидов и кислот. Т/Б | | Исследование взаимосвязи структуры, твердости и магнитных свойств... |
| "Налог на доходы физических лиц: порядок взимания в условиях рыночных отношений" Темой настоящей работы является исследование одного из самых распространенных налогов в налоговых системах всех стран – налога на... | | Рабоч ая учебная программа дисциплины Технология тонких пленок и покрытий Целью освоения дисциплины является изучение физических явлений, происходящих на различных этапах процесса напыления и роста пленок;... |
| Г. К. Венедиктов Данная рабочая программа отвечает одной из общих тематик учебно-реферативной деятельности учащихся Лицея – «изучение химических и... | | И. А. Смирнова доктор технических наук, профессор Исследование свойств молочного белка с целью формирования белковых имитаторов жира |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Потребительские свойства товаров как совокупность химических, физических, биологических, технологических и др свойств | | Макаров Валентин Михайлович Традиционным направлением научных исследований... Исследование динамики левитирующего сверхпроводящего тела в магнитном поле. Выявление силовых характеристик, обеспечивающих левитацию... |
| Исследование электрических свойств диэлектрических кристаллов Математика. Пособие к изучению дисциплины и варианты заданий для контрольных работ. – М.: Мгту га, 2008. 48 с | | Исследование физико-химических свойств хлеба 9 О внесении изменений в приказ министерства сельского хозяйства Новосибирской области от 26. 12. 2011 №194-нпа |
