IV Международный конкурс
научно-исследовательских и творческих работ учащихся
«СТАРТ В НАУКЕ»
 
     

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЧНОСТИ КУРИНОГО ЯЙЦА
Воронцова Д.А.
Текст научной работы размещён без изображений и формул.
Полная версия научной работы доступна в формате PDF


    ВВЕДЕНИЕ

У каждого предмета есть своя прочность, и у прочности любого предмета есть предел. От чего же зависит прочность? Может от твердости? Но существует легенда о небывалой прочности куриного яйца. Все дети знают сказку про курочку Рябу, как дед и баба не могли разбить золотое яичко. Яйцо присутствует и в сказке про Кащея Бессмертного, он хранил в нем свою смерть. Был ли здесь намек на прочность яйца? Однако мы часто наблюдаем, что любой удар может повредить яйцо. Например, каждый год на праздник Пасхи наши мамы, бабушки красят куриные яйца. В этот день мы устраиваем яичные бои со своими друзьям и родственниками. В итоге кто-то обязательно выходит победителем, а кто-то побеждённым. Меня заинтересовал этот вопрос и мы решили проверить какова прочность куриного яйца сами.

Гипотеза:

Яичная скорлупа довольно хрупка и легко раскалывается, например, чайной ложечкой за завтраком.

Цель исследования:

Изучение прочности скорлупы куриного яйца.

Задачи исследования:

1. Рассмотреть интересные факты о яйце.

2. Привести примеры применения формы яйца в архитектуре.

3. Провести практические опыты с яйцом.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

2.1. Интересные факты о яйце.

Свою работу мы начали с поиска интересной информации о яйце. Вот что нам удалось узнать:

1. В китайской культуре яйцо — символ жизни. При объявлении о рождении ребенка семья окрашивает яйца в красный цвет, цвет счастья. Считается, что это приносит новорожденному удачу.

2. В самом большом курином яйце было пять желтков, а охват по вертикали был 31 см.

3. Оказывается яйца тоже дышат, как и любое другое живое существо? У скорлупы яйца имеются маленькие поры, через которые проходит воздух и выходит лишняя влага. Поэтому, яйца нельзя хранить в герметичной посуде. На поверхности среднего куриного яйца в скорлупе расположено 17000 очень маленьких пор. Через них яйцо также впитывает запахи. Если хранить яйца в коробке, они дольше остаются свежими.

4. Чтобы сделать небьющееся яйцо, положите его в стакан с уксусом. Через 2-3 дня выньте яйцо и попробуйте сбросить его для начала с высоты 15 см. Яйцо не сломается, а подпрыгнет на столе.

5. Существует очень редкое явление, когда внутри птичьего (например, куриного) яйца находят ещё одно вложенное яйцо.

- Как отличить варёное яйцо от сырого?

Представим себе, что мы положили варёное яйцо в холодильник среди сырых, а потом забыли которое из них какое. Самый простой способ определить, какое из яиц варёное – положить его на стол, раскрутить и отпустить. Вареное яйцо будет вращаться довольно долго, а сырое остановится гораздо раньше. Это происходит потому, что вареное яйцо вращается, как единое целое, а у сырого яйца содержимое жидкое, слабо связанное со скорлупой. Поэтому, когда начинается вращение, жидкое содержимое отстаёт от вращения скорлупы и тормозит движение.

- Как отличить тухлое яйцо от свежего?

Свежее яйцо должно быстро тонуть в чистой воде. Если сделать трещину в скорлупе и оставить его в тепле, то скоро оно протухнет. Процессы гниения приводят к накоплению в яйце различных газов. В результате, тухлые яйца, либо очень медленно опускаются на дно стакана, наполненного водой, либо вообще всплывают.

Яйца — это полноценная еда, к тому же они хорошо усваиваются нашим организмом и не приводят к набору лишнего веса.

Яйца способствуют усилению иммунитета, улучшают обмен веществ, нормализуют работу пищеварительной системы, улучшают кровообращение, предотвращают кровотечения, активизируют умственную деятельность, способствуют хорошему состоянию костей, зубов и волос, улучшают состояние кожи и т.д.

Взрослому человеку можно за сутки съесть пол-яйца. За неделю не больше трех штук. Детям можно смело давать в сутки от одного до двух яиц. Все дело в том, что детский организм растет, дети активно двигаются, тратят большое количество энергии, и обменные процессы в детском организме протекают намного быстрее.

Яичная скорлупа — это подарок природы!

Ее состав полностью совпадает с составом костей и зубов. Особенно полезна скорлупа куриных яиц детям, начиная от года, ведь в их организме процессы образования костной ткани требуют бесперебойного поступления кальция.

2.2. Примеры применения в архитектуре формы яйца.

Форму яйца часто используют в архитектуре. А это значит, что одним из факторов прочности скорлупы яйца является его форма.

По форме яйца был создан Купол собора Санта-Мария во Флоренции в 1436г. Это был первый восьмиугольный купол в истории, построенный без деревянных опор и самый большой купол на то время.

Рис.1

 

 

Украинский музей «Писанка» посвящен расписному яйцу, без которого не обходится ни одно празднование христианской Пасхи. Поэтому и построен он в форме яйца высотой 13 м.

Рис.2

 

Большой национальный театр в Пекине тоже в форме яйца. Сфера здания театра облицована тысячами панелей, установленными вручную. Это здание из титана и стекла окружено плотным кольцом искусственного круглого озера, а вход в него осуществляется по подземному тоннелю под водой.

Рис.3

 

 

Небоскреб Мэри-Экс гармонично вписался в исторический центр Лондона. 40-этажное здание полностью сделано из стекла. Его высота составляет 180 метров. Расположен на улице Сент-Мэри Экс в Лондоне.

Рис.4

 

Здание мэрии в Лондоне. Местные называют это десятиэтажное здание - милое яичко.

 

Рис.5

 

 

Московский планетарий – один из самых больших в мире и самый старый планетарий в России. Построен в 1927-1929 годах. На момент открытия он был единственным в стране и тринадцатым в мире.

Рис.6

 

Жилой дом-яйцо на улице Машкова в Москве. Этот уникальный особняк находится в центре Москвы. Он давно вошел в число новых достопримечательностей столицы. Оценить все прелести проживания в таком доме может только одна семья. Это элитное жилье площадью 342 кв.м.

Рис.7

 

3. ПРАКТИЧЕСКИЕ ОПЫТЫ

Вернемся к теме нашего проекта: попробуем определить прочность скорлупы обычного куриного яйца.

Курица-наседка высиживает яйца три недели. При этом весит она почти два килограмма. Какую же наибольшую массу может выдержать обычное яйцо?

Для осуществления эксперимента понадобилось 8 яиц. Вместе с родителями мы приготовили два прямоугольника. В углах каждого просверлили по одному отверстию, вставили четыре карандаша так, чтобы верхний прямоугольник мог двигаться по карандашам вниз. Были приготовлены грузы: 2кг, 1кг, 700г, 500г, 300г, 100г.

Рис.8

 

Дальше мы размещали яйцо по центру между двумя площадками. Сверху укладывали груз, до того момента, как скорлупа треснет. Тем самым установили массу, которую выдерживает яйцо. Два сырых яйца по очереди мы размещали между площадками в горизонтальном положении, другие два – в вертикальном. Затем, те же действия повторили с вареными яйцами. Полученные данные занесли в таблицу. Для того, чтобы узнать среднюю массу, которую может выдержать яйцо, мы сложили результаты и полученную сумму разделили пополам.

Рис.10

Рис.9

 

Средняя масса, которую выдержало сырое яйцо в горизонтальном положении, равна 4кг 100гр. Средняя масса, которую выдержало сырое яйцо в вертикальном положении, равна 5 кг. Средняя масса, которую выдержало вареное яйцо в горизонтальном положении, равна 3кг 600г. А в вертикальном положении – 3кг 850г.

Результаты эксперимента (вес указан в граммах)

 

Сырое яйцо

Вареное яйцо

Горизонтально

3900

4300

3500

3700

Средняя масса

4100

3600

Вертикально

5200

4800

3700

4000

Средняя масса

5000

3850

Это говорит о том, что яйцо довольно прочное. При этом, варка яйца влияет на его прочность. Прочность яйца зависит и от его положения. В вертикальном положении раздавить яйцо труднее, чем в горизонтальном. Теперь понятно, почему все яйца в контейнерах лежат вертикально.

При давлении снаружи скорлупа яйца оказывается очень прочной, она разрушается не так легко, как можно было бы ожидать и способна выдержать вес в 5кг. Поэтому яйца не ломаются под тяжестью тела наседки. Вместе с тем скорлупа яйца достаточно хрупка и без особого труда раскалывается от резкого удара. И слабый птенчик, желая выйти наружу из природной темницы, без труда пробивает клювиком скорлупу изнутри.

Одним из факторов прочности скорлупы яйца является его форма. Неслучайно в архитектуре используют аналогичные формы: арки, своды, купола.

На прочность яйца влияет и то, что в составе скорлупы много кальция. Но кальций можно растворить с помощью уксуса. Если положить в уксус яйцо, то через 24 часа от скорлупы ничего не останется, а всё время пока она будет растворяться, мы будем свидетелями выделения пузырьков углекислого газа. Заодно можно посмотреть, как оно устроено внутри. Я захотела сама проверить, что же произойдет с яйцом. Мы налили в банку обычный столовый уксус, погрузили в него яйцо и оставили на 24 часа. Скорлупа действительно растворилась!

Рис.11

Рис.12

 

Таким образом, мы видим, что не смотря на прочность скорлупы, уксус легко ее растворяет.

Рис.13

 

4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Цель и задачи моей работы достигнуты.

Я в своей работе:

- рассмотрела интересные факты о яйце;

- узнала о пользе яиц;

- привела примеры применения формы яйца в архитектуре;

- провела эксперимент;

- вычислила среднюю массу, которую может выдержать яйцо.

Мои исследования с сырым и вареным яйцом помогли получить данные о прочности куриного яйца и сделать выводы:

  • прочность яйца зависит от его положения. Раздавить яйцо, сжимая его сверху и снизу труднее, чем, сжимая его с боков. Стало понятно, почему все яйца в гнезде птицы и даже в контейнерах в магазине лежат вертикально;

  • сравнив данные прочности сырого яйца и вареного, можно предположить, что при варке, скорлупа теряет кальций, так как становится менее прочной.

  • При давлении снаружи скорлупа яйца оказывается очень прочной и способна выдержать вес в 5кг. Поэтому яйца не ломаются под тяжестью тела наседки. Вместе с тем скорлупа яйца достаточно хрупка и без особого труда раскалывается от резкого удара.

Таким образом, моя гипотеза подтвердилась лишь частично.

5. СПИСОК ИСТОЧНИКОВ ИНФОРМАЦИИ

1. Физика и химия в яичной скорлупе.

http://fizika-vnutri-nas.narod.ru/mechanics/egg.html

2. Архитектурные яйца со всего мира.

http://dom18.ru/content/view/306/20/

3. Прочность куриного яйца.

http://eggs.by.ru/konkurent.shtml

4. Интересные факты о яйце.

http://www.novostioede.ru/article/interesnyje_fakty_o_jajce/

5. Я. И. Перельман «Занимательная физика» (книга 2).