Содержание
Введение
1. Анализ прочности яйца в сравнении с другими природными объектами
1.1. Прочность
1.2. Алмаз
1.3. Гранит
1.4. Методы определения твёрдости материалов
2. Маленькое, да прочнное!
2.1. Яйцо и уксус
2.2. Зубная паста и уксус
2.3. Хождение по куриным яйцам
2.4. Сжимание куриного яйца
2.5. Цемент из молотой яичной скорлупы
Заключение
Список литературы
Введение
Во многих мифах яйцо является символом мироздания, в древнегреческой мифологии из яйца вылупилась Елена Троянская, а смерть «Кощея Бессмертного» была спрятана в яйце. Так или иначе наше представление о яйце связано с зарождением новой жизни.
Эта тема заинтересовала меня еще летом, когда я отдыхала в деревне. У моей бабушки есть куры. Я наблюдала за ними, помогала ухаживать, кормила и собирала яйца.
Я выдвинула гипотезу: если яйцо – символ жизни, то эта жизнь должна быть хорошо защищена.
Цель исследовательской работы: установление прочности куриного яйца
Задачи исследования:
1. провести сравнительный анализ прочности куриного яйца и других природных объектов;
2. провести ряд опытов, наглядно показывающих свойства прочности яйца;
3. обобщение.
Объект исследования – куриное яйцо.
Предмет исследования- прочность куриного яйца.
Методы исследования:
- поисковый (сбор информации);
- анализ;
- эксперимент;
- обобщение.
Теоретическая и практическая значимость:Данный материал может быть использован широко, так как он интересен и познавателен.
Основная часть
1. Анализ прочности яйца в сравнении с другими природными объектами
1.1. Прочность
Для того, чтобы сравнить яйцо и другие природные объекты по прочности, необходимо выяснить значение слова «прочность».
Прочность —
1. свойство материала сопротивляться разрушению под действием внутренних напряжений, возникающих под воздействием внешних сил;
2. свойство конструкции выполнять назначение, не разрушаясь в течение заданного времени.
В школе понятие прочности вводится на уроках физики, а в университетах есть предмет - сопротивление материалов, именно там будущие инженер-строители изучают прочность бетона, металлов и различных конструкций. Но я учусь только в 4 классе, поэтому мне объяснили это взрослые.
1.2. Алмаз
В природе есть немало прочных объектов. Я начну с загадки.
Во мне есть вода, но не мокрая,
Огонь – но не жгучий,
Мое твердое тело – бесцветное
И в то же время – разноцветное.
Как вы догадались, это – алмаз. Алмаз — редкий, но вместе с тем довольно широко самый твердый распространённый минерал.
Применение алмаза имеет более чем двухвековую историю. Почти до середины XX века алмазы были исключительно ювелирным материалом. Но чтобы придать ему ту или иную грань (огранить алмаз), нужно использовать другой алмаз, так как никакой другой материал не может обработать этот прочный минерал.
Сейчас алмаз применяется для изготовления различных инструментов, без данного минерала невозможны прокладка кабелей и строительство туннелей, в медицине, в телекоммуникациях и электронике. В химии и физике алмаз используется, прежде всего, в качестве защитного элемента.
1.3. Гранит
Попробуем разгадать другую загадку.
Он очень прочен и упруг,
Строителям - надёжный друг:
Дома, ступени, постаменты
Красивы будут и заметны.
Конечно, это – гранит. Из горных пород самый прочный – гранит. Он имеет красивый рисунок расположения кристаллов. Из гранита делают фундаменты, опоры мостов, гранитной брусчаткой выложены улицы.
1.4. Методы определения твёрдости материалов
Как же определить, какой материал твёрже, прочнее? В современном мире давно разработаны методы определения твердости, например, с помощью методов Бринелля и Роквелла.
Для этого испытываемый образец продавливают шариком (Бринелля) и алмазом Роквелла с одинаковым усилием, а затем измеряют глубину полученные углубления.
Меня же интересует прочность куриного яйца. Я не могу пользоваться методом Бринелля и Роквелла.
2. Маленькое, да удаленькое!
2.1. Яйцо и уксус
Ученые-химики выяснили, что уксусная кислота растворяет многие вещества, в том числе и кальций, который есть в яичной скорлупе.
Цель опыта: наблюдение за периодом растворения кальция в уксусной кислоте
Ход опыта :
Помещаем куриное яйцо в стакан с 9% уксусом на 12 часов.
На поверхности скорлупы появились пузырьки газа.
Спустя 12 часов скорлупа полностью растворилась, и яйцо оказалось в тоненькой оболочке, а на поверхности жидкости появилась пенка в цвет яйца. В нашем случае, светло-коричневая.
Я даже немного поиграла с яйцом. Осторожно бросила его на стол, яйцо подпрыгнула, как резиновый мячик.
Вывод: уксус взаимодействует с кальцием, содержащимся в яичной скорлупе и растворяет её, примерно, за 12 часов.
В научной литературе я прочитала, что раковина улитки так же растворяется в уксусе, но не менее, чем за 48 часов. Значит, скорлупа яйца не такая прочная, как раковина улитки.
2.2. Зубная паста и уксус
В состав скорлупы яйца и эмаль зуба человека входит кальций. Конечно, мы уксус не употребляем в пищу, но зубы наши разрушаются. Взрослые утверждают, что зубная паста способна спасти наши зубы от разрушения. Проверим это опытным путем.
Цель опыта: определение возможности препятствия растворению яичной скорлупы в уксусе с помощью зубной пасты
Ход опыта:
Как и в предыдущем опыте мне понадобятся яйцо и уксус, а еще зубная паст а. Половину яйца я намазала зубной пастой и положила в стакан с 9% уксусом. Этот опыт не получился у меня с первого раза, т.к. сначала я оставила яйцо на 12 часов, и, несмотря на зубную пасту, скорлупа растворилась.
Потом я держала яйцо в уксусе 4 часа. По истечении времени увидела, что скорлупа под слоем зубной пасты немного разрыхлилась, при этом половинка не покрытая зубной пастой сильно размягчилась.
Вывод:
Зубная паста на короткое время препятствует растворению скорлупы в уксусе. И я, надеюсь, так же защищает наши зубы от повреждения.
2.3. Хождение по куриным яйцам
Яйца страуса выдерживают вес взрослого человека. Интересно, а куриное яйцо выдержит вес моего брата Андрея, которому почти 5 лет.
Цель опыта: определение способности куриного яйца выдержать вес 16 кг.
Ход опыта:
Для опыта мне понадобились 3 десятка яиц в контейнерах и мальчик – Андрей. Яйца я разложила на полу, и Андрей прошёл по ним голыми ногами один раз. В результате опыта ни одно яйцо не разбилось.
Вывод:
Яйцо может выдержать нагрузку 16 кг, благодаря своей уникальной форме и равномерному распределению веса участника опыта. Андрей наступал не на одно яйцо, а сразу на несколько.
2.4. Сжимание куриного яйца
Все знают, если куриное яйцо уронить на пол, то оно разобьется. А можно ли куриное яйцо раздавить?
Цель опыта: попытаться раздавить яйцо одной рукой в разных плоскостях и понять какие для этого нужны усилия.
Ход опыта:
Толщина скорлупы куриного яйца – доли миллиметра, но попробую раздавить его, сжав ладонями с концов. Это не так- то легко сделать. Для опыта мне понадобится несколько яиц и один человек.
Затем я попыталась сжать яйцо рукой с двух сторон.
Вывод:
Усилия одной руки мне не хватило, чтобы раздавить яйцо. Оно оказалось довольно прочным!
2.5. Нагрузка на яйцо
Меня давно волновал вопрос: почему все яйца похожи на сферу? Почему они не в виде конуса, пирамиды, параллелепипеда?
Цель опыта: определить «выносливость» яичной скорлупы.
Ход опыта:
Следующий опыт по определению «выносливости» яичной скорлупы. Я взяла половинки яичной скорлупы от использованных яиц. Край укрепила пластырем и подравняла ножницами.
Сверху положила разделочную доску для равномерного распределения веса на все скорлупки и поставила «груз». «Грузом» у меня служили консервные банки по 200 г каждая, книга весом 1 кг и бутылка с водой - 2 л.
Я взвешивала предметы и устанавливала на разделенную на две части скорлупу одного яйца. Последней была бутылка с водой, в результате одна половина скорлупы получила небольшую трещину. Но, в целом, вес- выдержан!
Вывод:
Способность хрупкой яичной скорлупы выдерживать значительный вес объясняется ее полусферической формой. За счет этого вес распределяется равномерно, что не дает скорлупе лопнуть. Эти знания применяются в строительстве уже давно — при использовании арок и дугообразных перекрытий.
2.6. Цемент из молотой яичной скорлупы
В Средние века на Руси при строительстве крепостных стен и церквей применяли яичную скорлупу. Стены становились только крепче.
Цель опыта: попробовать слепить из молотой яичной скорлупы шарик и определить его прочность.
Ход опыта:
Для опыта мне понадобится размолотая скорлупа яйца и клей ПВА. Я попробую слепить из этой смеси шар или камень. Я смешала клей и скорлупу, разделила смесь на две части. Одной придала форму шара и подождала, пока смесь высохнет. Другой частью попробовала скрепить два карандаша.
Вывод:
Если смешать молотую скорлупу и клей, можно получить состав отдаленно напоминающий цемент, но я думаю, он подходит только для домашних опытов.
Заключение
Скорлупа – не что иное, как пример чудесной природной конструкции. Мудрая природа поместила основу жизни в яйцо. Птицы и рептилии доверяют сохранность своего потомства хрупкому на первый взгляд яйцу.
В ходе исследовательской работы я провела достаточно опытов, много узнала об яичной скорлупе. И пришла к таким выводам.
ВЫВОДЫ:
1. Причина прочности яичной скорлупы в ее геометрической форме.
Давление воспринимается не отдельно каким-либо участком скорлупы, а распределяется по всей ее поверхности. Поэтому сидящая на яйцах курица не расплющивает их, но в то же время удары вылупляющегося птенца изнутри сравнительно легко разрушают эту оболочку.
Не случайно форма яйца используется при строительстве многих современных зданий.
2. Яичная скорлупа состоит из карбоната кальция. Оболочка среднего яйца содержит примерно 750-800мг кальция. Этот элемент придаёт твёрдость. Именно кальций я растворяла в опыте с уксусом и убедилась в том, что после его растворения, яйцо становится мягким, покрытым всего лишь тонкой плёнкой.
3. Опыты, проделанные мной, доказали, что яйцо достаточно прочное. Мне пришлось приложить немало усилий, чтобы его раздавить, достаточно времени, чтобы растворить и даже, получилось слепить твёрдый предмет.
К тому же, выше я говорила о том, что прочность - это свойство конструкции выполнять назначение, не разрушаясь в течение заданного времени. Яйцо, несомненно, справляется с заданной природой функцией, а именно, защита зарождающегося живого существа до момента его выхода на свет. Поэтому я считаю, что моя гипотеза верна - куриное яйцо прочное! Как говорят на Руси : «Мал золотник, да дорог!»
Список литературы
1. Иллюстрированный энциклопедический словарь, Москва «Большая Российская энциклопедия», 2000 г.
2. «Занимательная физика» Перельман Я.И., ИД Мещерякова, 2016 г.
3. http://www.oagb.ru/lib.php?txt_id=463
4. https://otvet.mail.ru/question/16299409
Автор: Волокитина Ксения, ученица 4 класса