Решение на задача от Турнир на младите физици,2012г.

1. “Турнир на младите физици”,
2011/2012
27.09.15
1
I
Y
P
T

2. “Турнир на младите физици”, 2011/2012
СОУ „Васил Левски”, Троян
Участници:
Белослава Валентинова Дамянова-11 клас
Велислава Стоянова Иванова-11 клас
Вергиния Веселинова Борисова-11 клас
Пламен Веселинов Пеев-11 клас
Ръководител:
Д-р Надка Иванова-Данкова, преподавател по
физика и астрономия
27.09.15
2

3. “Турнир на младите физици”, 2011/2012
14. Разплискване на гранули
Ако стоманена топка се пусне върху сух
пясък се наблюдава "разплискване",
което може да бъде последвано от
изхвърляне нагоре на вертикален стълб
от пясък. Възпроизведете и обяснете това
явление.
27.09.15
3

4. 14. Разплискване на гранули
27.09.15
4

5. “Турнир на младите физици”, 2011/2012
27.09.15
5

6. Хипотеза:
Явлението “разплискване” на гранули може да
се наблюдава, когато височината, от която се
пуска топчето е по-голяма.Когато пуснем топче
с по-малка маса в пясък с по-голяма
дълбочина,то потъва повече и се образува по-
малък кратер. Топчето с по-голяма маса потъва
по-малко в пясъка.Неговият кратер е по-голям.
27.09.15
6
14. Разплискване на гранули

7. Ход на работата
Използваме две стоманени топчета с
маси и диаметри съответно:
M1=21,4 g и d1=1,75 cm
M2 =5,1 g и d2=1,1 cm
27.09.15
7

8. Опитите правим с два съда, с размери:
D1=12,5 cm и h1=3,6cm (дълбочина на
пясъка)
D2=12,5 cm и h2=10 cm
Пясъкът, който използваме е сух и
неколкократно пресят.Повтаряме всеки
опит по три пъти, като пускаме топчетата
от височина H=2 m
27.09.15
8

9. Ход на работата
Сравняваме резултатите от отделните
опити по отношение на дълбочината,
която достигат топчетата и диаметъра на
следата-кратера, който се получава.
Повтаряме опитите с вода.
Всеки един от опитите снимаме с
камера.Анализираме резултатите и
правим изводи.
27.09.15
9

10. M1,g d1,cm D k,cm
5,1 1,1 5,67
27.09.15
10
Опити с малко топче
M1,g d1,cm Dk,cm
5,1 1,1 5,39
Табл.2 Dсъд = 12,5 cm ; h пясък = 3,8 cm
Табл.1 Dсъд = 12,5 cm ; h пясък = 10 cm

11. M1,g d1,cm D k,cm
21,4 1,75 7,99
27.09.15
11
Опити с голямо топче
M1,g d1,cm Dk,cm
21,4 1,75 7,89
Табл.2 Dсъд = 12,5 cm ; h пясък = 3,8 cm
Табл.1 Dсъд = 12,5 cm ; h пясък = 10 cm

12. Извод
Опитните данни потвърждават нашата хипотеза:
При по-малкото топче кратерът,който се
образува е с по-малък диаметър.
Кратерът образуван от по-голямото топче е с по-
голям диаметър.
27.09.15
12

13. Изводи
При по-малка дълбочина на пясъка,диаметърът
на кратера е по-голям и в двата случая.Това може
да се обясни с разпространението на механичната
вълна, предизвикана от падането на топчето в
пясъка.Тя се отразява от дъното на съда по-бързо
в случая,когато височината на пясъка е по-
малка.В този случай се съхранява по-голямо
количество енергия, която се пренася в посока
повърхността на пясъка и разширява
допълнително кратера.
27.09.15
13

14. Изводи
Колкото е по-голяма дълбочината на
пясъка,толкова повече потъва малкото топче,но
неговият кратер е по-малък.Това можем да
обясним с налягането,което топчето упражнява
върху пясъка.От формулата p=F/S където p е
налягането, F-натиска,S-площ следва,че при по-
малка площ налягането е по-голямо.Така
малкото топче оказва по-голямо налягане.То
изпитва по-малко съпротивление от страна на
пясъка.
27.09.15
14

15. Изводи за водата
Когато малкото топче падне във водата,то
пробива водната повърхност.Водата толкова
бързо се стреми да възстанови нарушената си
повърхност и да запълни отвора,че дори се
издига и се образуват пръски.След това те се
разбиват на малки капки.В този случай ние
наблюдавахме явлението воден стълб.Не
наблюдаваме това явление при пясъка,защото
градивните му частици са по-големи от тези на
водата.За да се наблюдава явлението е
необходимо да разполагаме с много ситен пясък.
27.09.15
15

16. Разсъждения и изводи
От значение за експеримента са размерите на
гранулите.Когато те са с по-малки
размери,топчето потъва на по-голяма
дълбочина.В този случай се наблюдава
разплискване и поява на стълб.
27.09.15
16