Условие
Городская олимпиада (3-й этап) 2010 9 класс № Э2- Скотч узкий (для крепления).
- Стакан одноразовый
- Тряпочка для вытирания стола и рук.
- Вода
Конструирование установки.
Вам необходимо исследовать движение тел цилиндрической формы в узкой трубке. Насадите трубку для коктейля на одноразовый шприц, при необходимости используйте скотч для герметизации стыка, иначе в трубку начнет попадать воздух и ваши эксперименты не приведут к хорошим результатам (и оценкам).
Заполните шприц и трубку гелем. Прикрепите шприц с трубкой с помощью скотча к линейке, линейку закрепите в штативе. При необходимости с помощью поршня шприца можно освободить содержимое трубки.
Часть 1. Металл.
Расположите трубку вертикально, открытым концом вверх, так, чтобы в нее можно было опускать металлические стерженьки. При необходимости можете проводить повторный эксперимент просто перевернув трубку: стержень опустился – перевернули трубку и можете повторить измерения.
Подберите, при необходимости, нужную концентрацию геля – он может быть очень вязким. Сначала попробуйте опустить самый тонкий металлический стерженек в вертикальную трубку. Время его опускания на 7-8 см должно быть около 1 минуты. Если время опускания значительно больше этого, то немного разбавьте его водой. В дальнейшем концентрацию раствора не изменяйте!
- Докажите экспериментально, что движение стержня внутри трубки равномерным. Определите скорость падения стержня с максимальной точностью.
- Измерьте зависимость скорости движения стержня (постоянной длины) от его диаметра. Постройте график полученной зависимости.
- Теоретически можно показать, что скорость движения стержня зависит от толщины зазора между стенкой трубки и боковой поверхностью стержня по закону
Используя полученные экспериментальные данные, проверьте данную зависимость. Попытайтесь определить показатель степенив данной формуле.
Часть 2. Дерево.
- Расположите трубку вертикально открытым концом вверх. Поместите деревянную палочку для шашлыка в трубку. Измерьте глубину погружения палочки. Рассчитайте отношение плотности дерева к плотности геля.
Переверните трубку со шприцом открытым концом вниз.
Если теперь вставить кусочек палочки для шашлыка в трубку (снизу!), то он начнет медленно всплывать. Отрежьте от палочки кусочек длиной
Далее вам предстоит изучать движение кусочка палочки. Начинайте с максимальной длины, затем ее постоянно уменьшайте. При движении палочка должна полностью находиться внутри жидкости.
- Докажите экспериментально, что движение палочки является равномерным.
- Исследуйте зависимость скорости движения палочки от ее длины. Постройте график полученной зависимости. Дайте качественное объяснение полученного результата.