Скачать презентацию Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение Лицей 15 города Скачать презентацию Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение Лицей 15 города

Пример решения.pptx

  • Количество слайдов: 22

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Лицей № 15» города Воронежа Задача № 15 «Вареное яйцо» Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Лицей № 15» города Воронежа Задача № 15 «Вареное яйцо» ТЮФ - 2016

Условие задачи Предложите неразрушающие методы для определения степени, до которой сварено куриное яйцо в Условие задачи Предложите неразрушающие методы для определения степени, до которой сварено куриное яйцо в кипящей воде. Изучить чувствительность ваших методов. 2

Цели и задачи 1) Подобрать неразрушающие методы для определения степени, до которой сварено куриное Цели и задачи 1) Подобрать неразрушающие методы для определения степени, до которой сварено куриное яйцо в кипящей воде. 2) Построить теоретическую модель и выполнить теоретическую оценку степени, до которой сварено яйцо. 3) Изучить чувствительность предложенных нами методов. 3

Оборудование 1) направляющие рейки 2) нить 3) измерительная лента 4) термометр 5) секундомер 6) Оборудование 1) направляющие рейки 2) нить 3) измерительная лента 4) термометр 5) секундомер 6) весы 7) сосуд с холодной водой 8) штатив с муфтой и лапкой (2 шт). 4

Экспериментальная установка № 1 (с применением нитяного маятника) L Штатив с лапкой и муфтой Экспериментальная установка № 1 (с применением нитяного маятника) L Штатив с лапкой и муфтой нить А яйцо 5

Работа экспериментальной установки № 1 6 6 Работа экспериментальной установки № 1 6 6

Теоретическая модель № 1 L А V вареное яйцо Vж V сырое яйцо Колебания Теоретическая модель № 1 L А V вареное яйцо Vж V сырое яйцо Колебания тела на нити – затухающие. Причины: 1) сила сопротивления воздуха 2) тормозящее действие жидкого содержимого в яйце. По ЗСЭ: Еп → Ек → U 7 7

L А Методика проведения эксперимента № 1 1) 2) 3) 4) Условия проведения эксперимента: L А Методика проведения эксперимента № 1 1) 2) 3) 4) Условия проведения эксперимента: 3) длина нити – 24 см. амплитуда 4) максимальная – 8 см. начальная температура воды – 57˚С (сворачивается белок). температура для охлаждения – 20 ˚С Опыт 1. Варим яйцо 1 минуту. Охлаждаем в прохладной воде. Определяем количество полных колебаний. Повторяем опыты несколько раз, увеличивая время варки яйца на 1 минуту. 8 8

График зависимости N от t N, количество колебаний Условия проведения эксперимента: L = 24 График зависимости N от t N, количество колебаний Условия проведения эксперимента: L = 24 см, А = 8 см. m 1 = 67 г 250 234 230 227 233 228 225 219 217 202 200 186 175 170 m 2 = 67, 3 г 198 179 166 154 152 150 136 135 124 110 100 0 119 106 1 2 3 N 1, количесво колебаний 4 5 6 7 8 N 2, количесво колебанийt, 9 10 время варки, мин Вывод: за последние 2 мин варки N практически не изменяется. 9

График зависимости N от t N, количество колебаний Условия проведения эксперимента: L = 24 График зависимости N от t N, количество колебаний Условия проведения эксперимента: L = 24 см, А = 8 см. 250 m 1 = 67 г 234 230 227 233 228 225 219 217 202 200 186 175 170 m 2 = 67, 3 г 198 179 166 154 152 150 136 135 124 110 100 0 119 106 1 2 3 4 N 1, количесво колебаний Два опытных образца: № t н, m, N, 5 6 7 N 2, количесво колебаний tгр, п/п варки (мин) масса яйца (г) колеб. варки (мин) Х 1 2, 5 66, 8 142 2, 5 Х 2 8 66, 8 226 8 -8, 5 Вывод: 8 9 10 t, время варки, мин данный метод является более чувствительным при варке яйца в течение первых 7 минут, и последние 2 -3 минут метод менее чувствителен. 10

Экспериментальная установка № 2 (с применением наклонной плоскости) Яйцо H 1 s 1 2 Экспериментальная установка № 2 (с применением наклонной плоскости) Яйцо H 1 s 1 2 Наклонная плоскость с направляющими рейками 3 s 2 Горизонтальная плоскость с направляющими рейками 11

Работа экспериментальной установки № 2 12 Работа экспериментальной установки № 2 12

1 H Теоретическая модель № 2 V s 1 2 3 s 2 1) 1 H Теоретическая модель № 2 V s 1 2 3 s 2 1) По ЗСЭ для цилиндра, который скатывается по наклонной плоскости: Еп = Ек + Ек вр. Еп = mg. H , Ек = mv² , Ек вр = Iω² 2 2 , где I – момент инерции, ω – угловая скорость. mg. H = mv² + Iω² 2 2 13

Теоретическая модель Тело в твердом состоянии (яйцо сварено) mg. H = mv 1² 2 Теоретическая модель Тело в твердом состоянии (яйцо сварено) mg. H = mv 1² 2 + I 1 ω1 ² 2 Еп = Ек 1 + Ек 1 вр. Совокупность тел разного агрегатного состояния и радиуса mg. H = mv 2² 2 + I 2 ω2 ² 2 Еп = Ек 2 + Ек 2 вр. Выводы: 1) скорость поступательного движения вареного яйца в конце наклонной плоскости больше, т. к. меньше кинетическая энергия вращательного движения, следовательно перемещение его по горизонтали больше; 2) Причина разных перемещений – инерция. Момент инерции для вареного яйца меньше, чем у сырого (частично сваренного). 14

Методика проведения эксперимента № 2 Условия проведения эксперимента: 1) длина наклонной плоскости – 17 Методика проведения эксперимента № 2 Условия проведения эксперимента: 1) длина наклонной плоскости – 17 см. 2) высота наклонной плоскости– 4 см. 1) 2) 3) 4) Опыт 1. Варим яйцо 1 минуту. Охлаждаем в прохладной воде. Определяем перемещение яйца на наклонной плоскости. Повторяем опыты несколько раз, увеличивая время варки яйца на 1 минуту. 15 15

Sср, перемещение, м График зависимости S 2 от t m 1 = 67 г Sср, перемещение, м График зависимости S 2 от t m 1 = 67 г 2 1. 8 1. 76 1. 84 1. 86 1. 76 1. 75 1. 74 1. 71 1. 67 1. 62 1. 64 1. 6 1. 81 1. 76 m 2 = 67, 3 г 1. 54 1. 56 1. 51 1. 431. 44 1. 321. 32 1. 221. 21 1 0 Вывод: 1 2 3 S 1, перемещение, м 4 5 6 S 2, перемещение, м 7 8 9 10 t, время варки, мин 1) приращение S за последние 3 мин варки S практически равно 0. 16

Sср, перемещение, м Проверка чувствительности метода 2 1. 8 1. 76 1. 84 1. Sср, перемещение, м Проверка чувствительности метода 2 1. 8 1. 76 1. 84 1. 86 1. 76 1. 75 1. 74 1. 71 1. 67 1. 62 1. 64 1. 6 1. 81 m 1 = 67 г 1. 76 m 2 = 67, 3 г 1. 54 1. 56 1. 51 1. 431. 44 1. 321. 32 1. 221. 21 1. 2 1 0 1 2 3 S 1, перемещение, м 4 5 t н, m, S, 7 S 2, перемещение, м Два опытных образца: № 6 tгр, п/п варки (мин) масса яйца (г) перем, (м) варки (мин) Х 1 2, 5 66, 8 1, 52 3 Х 2 8 66, 8 1, 86 8, 6 -10 8 9 10 t, время варки, мин Вывод: данный метод является более чувствительным при варке яйца в течение первых 6 минут, и последние 4 минуты метод менее чувствителен. 17

Выводы: 1) Подобрали неразрушающие методы для определения степени, до которой сварено куриное яйцо в Выводы: 1) Подобрали неразрушающие методы для определения степени, до которой сварено куриное яйцо в кипящей воде. 2) Построили теоретическую модель явления. 3) Изучили чувствительность метода предложенного нами. 4) Чувствительнее метод на основе нитяного маятника. 5) Метод на основе нитяного маятника менее трудоемкий. 18

Таблица 1 № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Таблица 1 № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Экспериментальные данные L, длина нити (м) А м, амплитуда время варки 0, 24 0, 04 (мин) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 (м) t, m 1, масса яйца (г) 67 N, колеб (м) 110 124 132 154 168 175 202 219 230 233 234 19

Таблица 2 № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Таблица 2 № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Экспериментальные данные L, длина нити (м) А м, амплитуда время варки 0, 24 0, 04 (мин) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 (м) t, m 1, масса яйца (г) 67, 3 N, колеб (м) 106 119 130 152 166 174 198 217 228 227 20

Таблица 3 № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Таблица 3 № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Экспериментальные данные L, длина H, высота t, наклон. пл-ти время варки (м) 0, 17 0, 04 (мин) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 m 1, масса яйца (г) 67 S 2, перемещ. (м) 1, 22 1, 32 1, 43 1, 51 1, 56 1, 64 1, 76 1, 81 1, 84 1, 86 21

Таблица 4 № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Таблица 4 № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Экспериментальные данные L, длина H, высота t, наклон. пл-ти время варки (м) 0, 17 0, 04 (мин) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 m 2, масса яйца (г) 67, 3 S 2, перемещ. (м) 1, 21 1, 32 1, 44 1, 54 1, 62 1, 67 1, 71 1, 74 1, 75 1, 76 22