Физика и яйцо

ВВЕДЕНИЕ

Фрукты  и овощи большинство детей ест с удовольствием, яйца нравятся далеко не всем. А тем временем куриные яйца — очень полезный продукт. Поэтому часто нам на завтрак предлагают яичницы, омлеты и просто сваренные яйца.

И вот однажды я решил  разобраться в других, не менее любопытных вопросах, связанных с яйцом.

Актуальность работы заключается  в том, что каждый  ребёнок может почувствовать себя исследователем, овладевшим искусством эксперимента в домашней лаборатории.

 Цель исследования: выяснить,  какие опыты можно провести, используя обыкновенное яйцо

        Объект исследования: яйцо

Предмет исследования: опыты, в которых участвует «яйцо»

При проведении исследования мною  были выдвинута  гипотеза:

предположим, что яйцо это не только продукт питания, но и предмет, который может участвовать в экпериментах

 Методы исследования:

1. обратился к компьютеру, посмотрел Интернет;
2. изучил  научную литературу;
3. провел эксперименты  (опыты);
4. понаблюдал.

 А теперь мы вспомним строение яйца.(СЛАЙД 3 )

Снаружи они одеты прочной скорлупой, чтобы выдержать тяжесть насиживающей птицы. В центре яйца расположен шарообразный желток, окруженный жидким белком. Он подвешен на особых эластичных канатиках. Зародыш находится на поверхности желтка, и, когда птица при насиживании переворачивает яйцо для равномерного обогрева, желток на канатиках всегда поворачивается так, чтобы зародыш был наверху, ближе к телу птицы. А вот при насиживании яиц домашними птицами иногда некоторые яйца не развиваются. Это болтуны, получающиеся от обрыва эластичных канатиков при неосторожном встряхивании  яиц.

Латинская пословица «от яйца до яблок» своим происхождением обязана римлянам, которые еду начинали с яиц, а заканчивали фруктами.

Что ж, начнём.

Откуда берутся куриные яйца? Ясное дело, их несет курица.  Я   попробую  разобраться в любопытных вопросах, связанных с яйцом. С которого конца надо разбивать яйцо — дело хозяйское. С какого разбить легче? Решить эту задачу нам поможет выбор правильной тактики во время «баталий на вареных яйцах», которые  так часто возникают за завтраком.

ОПЫТ 1.  «ПОЕДИНКИ» НА ВАРЁНЫХ ЯЙЦАХ  

         Выбрал большое яйцо или маленькое. Яйца  одинаковые  и  по размеру, и по форме. Скорлупа у них одинаково прочная. Ударяю большие яйца разными концами: одно – тупым, другое – острым. Силы, действующие со стороны одного яйца на другое равны. Закон равенства действия и противодействия.  Разбился тупой конец яйца. Я повторил опыт с маленькими яйцами убедился, что чаще всего разбивается тупой конец яйца.

И так,  результат зависит только от формы частей, которые сталкиваются. В  яйце возле тупого конца имеется «воздушный мешок» и из него эта сторона дополнительно утрачивает прочность.

ОПЫТ 2. (слайд 4-5) Как отличить сырое яйцо от вареного?  

Способов может быть много. Но важно не только узнать, какие это способы. Попытаемся ответить на вопрос, чем же  отличаются сырые яйца от вареных?

1.  Для этого мы взвесили сырое  и варёное яйца на школьных весах, используя разновес. Также измерили  объём  яйца до и после варки методом погружения, и наконец измерили с помощью штангенциркуля его линейные размеры согласно рисунка 1. Результаты измерений свели  в таблицу 1.

Как видно из таблицы 1, разница в массе между сырым и варёным яйцами составляет 1,1 грамма. Это можно объяснить тем, что при  кипении воды  кипит и внутренняя жидкость  яйца. Происходит испарение жидкости через многочисленные поры и микротрещины, поэтому уменьшается масса яйца  

2. Слайд -6  Яйцо нужно положить на стол и вращать вокруг вертикальной оси. Варёное яйцо будет вращаться дольше сырого. Но почему? –Варёное яйцо вращается как одно целое, сырое же состоит из отдельных жидких частей: желтка и белка. При вращении сырого яйца эти части обладают различной линейной скоростью(чем дальше от оси вращения, тем эта скорость больше), поэтому между частями яйца возникает внутреннее трение, тормозящее вращение.

3. Слайд -8   Нужно укрепить на столе все яйца . Затем из ружья выстрелить в них по очереди.В варёных  яйцах останется узкий след от пролетевшей пульки, а сырые разлетятся на куски во все стороны- варёные яйца будут обнаружены .

    При попадании пули в сырое яйцо оказываемое на его жидкое содержимое пулей давление будет передаваться по закону Паскаля во все стороны без изменения, а потому оно разбивается на очень мелкие части.    

ОПЫТ  4. Слайд   9    Как класть яйца в кипящую воду?

       Что с ними может случиться? Скорлупа яиц треснет, это похоже на то, что если взять холодный толстостенный стакан и влить в него кипяток, то стакан треснет. Роли стакана и скорлупа яйца одинаковы. При большой разности температур (комнаты и кипятка) вещество расширяется при нагревании очень быстро и трескается. Это тепловое расширение тел.

     А как выйти из этого положения? Для этого положу яйцо на металлическую ложку и медленно положу их в кипяток .Часть тепла при этом примет на себя ложка и тепловое расширение не будет столь большим и скорлупа не треснет.                                                                                                                                                    

    Почему вареное яйцо нужно облить холодной водой? Скорлупа при быстром охлаждении холодной водой быстро сокращает свои размеры и в ней образуется микротрещины , которые облегчают процесс снятия скорлупы.

ОПЫТ 6. (Слайд)      Ныряющее яйцо.

        Для опыта готовится слабый раствор соляной кислоты, в который опускаем яйцо. Так как плотность яйца несколько больше плотности раствора соляной кислоты, то оно опускается на дно. Однако на поверхности яйца в растворе начинается процесс между веществом скорлупы, углекислым кальцием и соляной кислотой, в результате чего получается углекислый газ, пузырьки которого прилипают к скорлупе и поднимают яйцо вверх. На поверхности пузырьки срываются и уходят в воздух, а яйцо снова погружается на дно.

       Так яйцо ныряет, пока не растворится скорлупа.

 ОПЫТ    Послушное яйцо.

       Проткнём в концах яйца две дырочки величиной со спичечную головку и выдуем содержимое. Внутренность яйца промоем несколько раз водой. Чтобы скорлупа хорошенько просохла изнутри, дадим ей полежать один-два дня. После этого одну дырочку залепим гипсом, чтобы она не была заметна. Насыпим в скорлупу чистого и сухого песку примерно на четверть. Залепим вторую дырочку таким же образом, как первую. Послушное яйцо готово! Мы сможешь поставить его в любом положении. Для этого нужно только слегка встряхнут ь яйцо, держа его в том положении, которое оно должно будет занять. Песчинки переместятся, и поставленное яйцо будет сохранять устойчивое равновесие.

 ОПЫТ 8. Магнитное яйцо.

      В скорлупе сырого яйца просверлим тонким шилом две маленькие дырочки, через которые выльем его содержимое. Когда внутренность просохнет,  одно из отверстий закрываем шляпкой маленького гвоздя. Такое яйцо в отличие от других притягивается к магниту.

   ОПЫТ 9. «Вареное яйцо «вползает» в бутылку». 

      Берем пол-литровую молочную бутылку, вареное куриное яйцо, очищенное от скорлупы, кусок бумаги и спички. Убеждаемся, что яйцо, положенное на горлышко бутылки, не проваливается внутрь, а чуть-чуть входит в него. В бутылку опускают горящую бумагу и вновь кладем яйцо на горлышко. Через некоторое время оно проваливается внутрь бутылки. «Почему?» Вы, очевидно, догадались, в чем дело. При горении бумаги воздух внутри бутылки согрелся и, расширившись, вышел наружу. Когда мы заткнули горлышко бутылки яйцом, то воздух внутри бутылки, постепенно остывая, стал сжиматься, его давление стало меньше атмосферного, и яйцо засосало внутрь.

ОПЫТ 10. Вареное яйцо «выползает» из бутылку». 
   Что бы достать яйцо из бутылки, нужно уменьшить давление снаружи нее. Берем трехлитровую банку. Горлышка для герметизации уплотняем пластилином. Поджигаем бумагу и бросаем в банку. Накрываем банку бутылкой с яйцом, горлышком вниз. Кислород сгорает, воздух становится разреженным и яйцо из-за разницы давлений внутри и вне бутылки скользит вниз. Яйцо оказывается в банке.    

ОПЫТ 11. «Можно ли поставить куриное яйцо вертикально» - задача Колумба  

Эту задачу моряки так и не решили. Согласно легенде, Колумб ударил яйцом о стол — скорлупа на остром конце смялась, и яйцо неподвижно встало на столе. «Колумбово яйцо» вошло в наш словарь как символ неожиданно простого решения проблемы, хотя «ход» Колумба оставляет чувство неудовлетворения: он изменил форму яйца. А можно ли решить эту задачу, не изменяя формы? Оказывается, такое решение есть и оно намного легче, чем открытие Америки. Надо поставить сваренное вкрутую яйцо вертикально и очень быстро закрутить его. Пока яйцо крутиться, оно будет само сохранять вертикальное положение. Заставить крутиться вертикально сырое яйцо значительно труднее, но все же возможно.

 ОПЫТ 12 Скорлупа «Бежит» за расческой.      

Обычной пластмассовой расческой, которой вы ежедневно причесываетесь, легко управлять поведением пустой высушенной оболочки яйца.

Расчёску несколько раз по тереть о шерстяную сухую ткань, поднести ее к скорлупе, и куда бы я её не перемещали, скорлупа неотступно   «бегала» за ней. Электрические заряды и электрические поля вызывали движение скорлупы. Почему? Объясняю. Пластмассовую расческу потрём о шерстяную сухую ткань. От трения  она приобрела новое свойство, наэлектризовалась, и как волшебник своей палочкой, не дотрагиваясь до скорлупы яйца заставляет скорлупу бежать за расческой.

Заключение 

На основе проведенных опытов и наблюдений  с куриным яйцом мы изучили физические явления и попытались дать им научное обоснование с точки зрения физики.

     Выводы:

1. Проводя данные опыты, я полностью подтвердил свою гипотезу, что яйцо это не только продукт питания, но и предмет, который может участвовать в  экспериментах
2.  Именно  яйцо помогло мне взглянуть на обычные окружающие меня предметы с необычной для них стороны.
3. Я   узнал, что  такие науки, как физика, химия могут дать ответы на многие вопросы.

Диво дивное природы — яйцо — символ жизни! Оно стало персонажем многих сказок, произведений художников, его расписывают народные умельцы. Форма яйца вдохновляет скульпторов и ювелиров. Но загадки, связанные с яйцом, несмотря на его богатую историю, разгаданы далеко не все.  

Список литературы

1. Дж.  Уиз "Занимательная химия, физика, биология", Москва, 2000
2. Энциклопедия « История открытий», Москва « Росмен», 1997
3. Д. Орлова "Игрушки, которые в 1000 раз полезнее, умнее, интереснее, чем в магазине", Москва, 2005
4. http://www.kp.ru/daily/23694.4/52233/
5. Большая  детская энциклопедия (интерактивное путешествие в мир знаний) ЗАО « Новый диск»,2008
6. Журнал «Физика в школе.» 1998г.
7. И.Я.Ланина «Не уроком единым» Москва. Просвещение.1991
8. Учебник «Биология».Москва. Просвещение.1001