XXVI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Тайна воздушных шариков
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Он — на нитке-поводке.
Нитка держится в руке.
Легкий, праздничный, смешной
И в придачу надувной.
Цель исследования
Объяснить поведение воздушных шаров в физических экспериментах с точки зрения физических законов при помощи взрослых.
Задачи исследования
1.Узнать историю появления воздушных шаров.
2.Выяснить, какие виды воздушных шаров существуют в настоящее время.
3.Поставить опыты с использованием воздушных шариков.
4.Зафиксировать наблюдаемые явления.
5.Найти в различных источниках информацию, позволяющую объяснить наблюдаемые явления.
6.На основе изученного материала сделать выводы
Гипотеза
Я предполагаю, что воздушный шарик является прекрасным пособием для изучения основ физических явлений.
Методы исследования
1.Изучение литературы
2.Проведение опытов
3.Поик в интернете
4.Наблюдение
5.Мнение других людей
6.Сравнение и сопоставление фактов
Что такое воздушный шарик?
Воздушный шарик — это игрушка, чаще всего сделанная из латекса, небольшого размера. Надувается воздухом или другим газом.
Если используемый газ легче воздуха, шарик приобретает способность летать.
Из истории
Уже в Древнем Риме для украшения праздничных помещений применяли воздушные шарики. Только сделаны они были из материалов животного происхождения: кишок, желудков, мочевых пузырей.
Современные воздушные шары появились на свет в 1824 году. Они были изобретены английским ученым Майклом Фарадеем. Ученый изучил эластические свойства каучука – и соорудил из этого материала две «лепешки». Для того чтобы «лепешки» не слипались, Фарадей обработал их внутренние стороны мукой и после этого пальцами склеил их необработанные, оставшиеся липкими края.
В итоге получилось нечто вроде мешочка - который можно было использовать для опытов с газами.
В 1931 году Нейлом Тайлотсоном был выпущен первый современный, латексный воздушный шарик (полимер латекс получают из водных дисперсий каучуков). И с тех пор воздушные шарики наконец-то смогли измениться!
Фигурные шары, которые мы знаем сейчас, появились позже, в 1931 году, когда Нейл Тилотсон ради забавы вырезал кошачью голову из картона и обмакнул её в жидкий латекс, при высыхании у него получился фигурный шарик. Это был скачок в технологии производства воздушных шаров. Нейл Тилотсон основал Резиновую Компанию Tillotson, которая делает воздушные шары и сегодня.
Виды воздушных шаров
Классические латексные воздушные шары
ШДМ (Шары для моделирования) — длинные шарики-колбаски, из которых скручиваются различные фигуры
Шары для упаковки — это прозрачные или полупрозрачные шары с широким горлышком, в которые кладут предметы, требующие упаковки.
Миларовые (фольгированные) воздушные шары
Ходячие фольгированные фигуры
Поющие шары (музыкальные)
Шарики-фонарики
Шары-сюрпризы - большой шар, вмещающий в себя конфетти и множество шариков малого диаметра, наполненных воздухом или гелием
Воздушные шарики являются одним из самых популярных праздничных украшений. Из латексных шаров, наполненных гелием, можно делать различные гирлянды и фонтаны.
Оформление интерьера воздушными шарами стало хорошей традицией и в нашей школе.
Хвостик шарика, от куда он надувается называется - Пуцка.
Шарик, надутый гелием, способен улететь на высоту не больше 5 км.
Латексные шары боятся солнца, высоких и низких температур, пыли и сквозняка.
Говорят, что воздушный шар снится к пустым и несбыточным мечтаниям.
Результаты анкетирования
Опыт1. Нетонущий шарик
Нам понадобится:
миска с водой
шарик
Я надул воздушный шарик и попытался утопить его в воде, прикладывая силу. Шарик не тонет. Удержать под водой его можно, но как только я убираю руки, он всплывает.
Почему?
Вывод:Внутри шарика находится воздух, он легче воды.
Опыт 2. Шарик-магнит
Нам понадобится:
шарик
Овсяные хлопья
И…голова
Объяснение опыта:
Опыт наглядно демонстрирует существование
загадочного статического электричества.
Когда мы трем шарик о волосы, он получает
отрицательный электрический заряд.
А так как разноименные заряды притягиваются,
то к шарику притягиваются и хлопья, у которых
есть кроме отрицательного и положительный
заряд.
Шарик будет притягивать не только хлопья,
но и волосы, пылинки, бумажки, прилипать к
стене и даже искривлять тонкую струйку воды
из крана.
Опыт 3. Воздухоплавание
Нам понадобится:
воздушный шарик
пластиковая бутылка
две емкости
горячая и холодная вода
Описание опыта:
1. Подготовим 2 ёмкости: в одной кипяток, в другой холодная вода
2. На горлышко бутылки надеваем не надутый шарик
3. Аккуратно помещаем бутылку с шариком в кипяток
4. Затем помещаем бутылку с шариком в емкость с холодной водой (можно со льдом). Шарик сдувается.
Вывод: В кипятке шарик надувается, а в холодной воде сдувается
В горячей воде
В холодной воде
Объяснение опыта:В этом опыте демонстрируется эффект,
благодаря которому воздушные шары
поднимаются над землей.
При погружении бутылки с шариком в горячую воду, воздух внутри бутылки нагревается
и увеличивается в объёме.
Стенки шарика более эластичные, чем стенки бутылки, поэтому расширенный воздух надувает именно шарик. А когда мы погружаем бутылку в холодную воду, воздух внутри неё остывает, уменьшается в объёме, и поэтому шарик сдувается.
Опыт 4. Надуватель для шарика.
Нам понадобится:
воздушный шарик
пластиковая бутылка
сода
уксус
Описание опыта
-
Насыпаем в шарик 2 чайные ложки пищевой соды
-
В пластиковую бутылку аккуратно наливаем уксус (3-4) столовые ложки)
-
Надеваем шарик с содой на горлышко бутылки и высыпаем соду из шарика в уксус.
Вывод: Шарик начинает постепенно надуваться.
Опыт 5. Шарик на вертеле
Нам понадобится:
воздушный шарик
длинная игла или вязальная спица
Описание опыта
-
Надуваем шарик не очень сильно и завязываем его
-
Аккуратно и медленно протыкаем самое дно шарика.
Шарик не лопается и не сдувается.
-
Так же аккуратно можно проткнуть шарик возле завязанного горлышка
Вывод: Если под рукой есть длинная спица, шарик можно проткнуть насквозь, и он останется невредимым, но будет нанизанным на вертел.
Объяснение опыта
Шарик не лопается потому, что мы протыкаем его именно в тех местах, где находится наименьшее напряжение.
Когда игла проходит сквозь стенки шарика, резина плотно её облегает и не даёт воздуху вырваться наружу, поэтому проткнутый шарик не сдувается.
Опыт 6. Огнеупорный шарик
Нам понадобится:
воздушный шарик
свечка
спички
вода
Описание опыта
Внутрь воздушного шарика наливаем воды
Затем надуваем его (но не до конца) и завязываем
Поджигаем приготовленную свечку
Аккуратно подносим шарик к свече так,
Чтобы стенки шарика касались открытого огня
Вывод: шарик остается целым
Объяснение опыта
Если надутый шарик поднести к огню - он лопнет.
Но стоит в него налить немного воды и точно так же поднести к огню, вода начнёт забирать большую часть тепла и не даст стенкам шарика расплавиться.
Конечно, это будет длиться до тех пор, пока сама вода не нагреется.
Заключение. Выводы.
Моя гипотеза о том, что воздушный шарик является прекрасным пособием для изучения основ физических явлений, подтверждена.
В ходе проведения опытов я узнал следующие законы физики:
-
Воздух легче воды.
-
Электрические заряды могут передаваться от одного тела к другому. Разноименные заряды притягиваются, а одноименные – отталкиваются.
-
Воздух увеличивается в размерах при нагревании.
-
Давление газа (воздуха) зависит от кривизны поверхности.
-
При увеличении объема воздуха давление уменьшается.
-
Если нет натяжения шарика или плотность шарика в определенном месте больше – шарик не лопнет.
Проводя данную работу я узнал, что Физика (от др.-греч. φύσις — природа) — область естествознания. Это наука о простейших и вместе с тем наиболее общих законах природы, о материи, её структуре и движении. Законы физики лежат в основе всего естествознания. Надеюсь, что моя работа будет способствовать формированию неподдельного интереса к изучению физики. А созданная на основе практической части компьютерная презентация поможет моим сверстникам быстрее понять сущность изучаемых физических явлений и вызовет большое желание проводить эксперименты с помощью простейшего оборудования.