VII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
После бури
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Предложение провести опыт «После бури» вызвал у нас удивление. Мы ежедневно размешиваем чайной ложкой воду в стакане. При этом не задумываемся, в какую сторону вращаем ложку, и как при этом изменяется вода.
Гипотеза: молекулы воды меняют направление в зависимости от вращения.
Цель работы: определить особенности движения массы воды при вращении по часовой стрелке и против часовой стрелки.
Для достижения цели поставили задачи:
1) провести наблюдение за вращением воды в стакане;
2) выяснить, какие процессы происходят при вращении воды;
3) опытным путем определить сохраняет ли вода первоначальное направление движения.
Методы исследования: наблюдение, изучение литературы, экспериментально-поисковый метод.
Объект исследования: вода.
Предмет исследования: направление движения воды.
Основная часть
1. Наблюдение за вращением воды
Мы приготовили три пары стаканов: два широких, два средних и два узких. Наполнили их водой из-под крана.
В каждой паре мы раскрутили воду: в одном стакане по часовой стрелке, в другом - против часовой стрелки.
Вода начинала двигаться постепенно, увеличивая скорость вращения. В центре образовывалась воронка, у стенок уровень воды поднимался. Поверхность воды была наклонена от стенки к центру. Вращать по часовой стрелке получалось легче и быстрее.
После прекращения раскручивания вода продолжала вращаться все медленнее и медленнее. Воронка уменьшалась. После ее исчезновения наблюдалось небольшое колебание воды. Потом вода замирала. На стенках стакана остались пузырьки воздуха.
Выводы:
1)вода вращается в сторону раскрутки,
2) ширина и глубина воронки меняется в зависимости от формы стакана,
3) скорость движения по часовой стрелке больше, а воронка глубже.
2. Почему появилась воронка?
Вода в стакане – жидкость, состоящая из множества молекул.
М олекула воды (Н2О) – это не только два атома водорода и один атом кислорода, но и электроны, вращающиеся вокруг атомов и своей оси. Когда ложка дала ускорение и одно направление множеству молекул, сформировался вихревой поток. Воронка образовалась от множества спиральных вращений и ударов молекул.
После прекращения раскрутки скорость движения стала уменьшаться, молекулы реже ударялись, а потом совсем остановились.
3. Опыты
Чтобы определить, «запомнила» вода направление движения или нет, мы провели опыты.
Опыт № 1. «Ищем способ определения первоначального движения воды»
Ч ерез час после наблюдений мы опустили на поверхность воды разных стаканов кусочки бумаги, чаинки и 3 семечки.
Бумага лежала на поверхности воды так, как их положили. Чаинки сразу опустились вертикально вниз на дно, а вода равномерно окрасилась. Семечки в течение следующего часа своими острыми концами развернулись по направлению раскрутки воды.
Вывод: по прошествии1-2 часов можно определить движение воды - более легкий конец семечки указал направление первоначального движения.
Опыт № 2. «Наблюдение за семечками»
В течение следующих трех дней мы сравнивали «поведение» семечек в двух стаканах.
|
Вращение по часовой стрелке |
Вращение против часовой стрелки |
|
|
2 день |
Семечки не изменили своего направления |
|
|
3 день |
затонули 2 семечки, направление не изменилось |
1 семечка развернулась по часовой стрелке |
|
4 день |
затонули все семечки |
2 семечки развернулись, 1 - утонуло |
Выводы:
1) семечки, которые находились в стакане с вращением по часовой стрелке, затонули быстрее,
2) все семечки из второго стакана развернулись по часовой стрелке, и только потом затонули.
Для контроля результатов мы повторили опыт с семечками, но положили их большее количество. Через час после вращения большинство, но не все, семечки показали первоначальное направление раскрутки воды.
Опыт № 3. «Через 4 дня»
Чистая «раскрученная» вода простояла без движения 4 дня. Семечки в стаканах с движением по часовой стрелке указали направление. Семечки в стаканах с движением против часовой стрелки приняли различное положение.
Вывод: через 4 дня вода продолжает разворачиваться по часовой стрелке.
Заключение
Проведя наблюдение и опыты, можно сделать выводы, что молекулы воды стремятся занять положение по направлению движения часовой стрелки, т.е. слева направо. Это направление совпадает с направлением движения тени солнечных часов и солнца над нашими головами в северном полушарии Земли.