Projekt z fizyki

Zagadnienie I
Na czym polega wrzenie wody?
Definicja wrzenia: forma parowania zachodzącego w
całej objętości cieczy.
Temperatura wrzenia jest zależna od ciśnienia zewnętrznego. Dla wody w
warunkach normalnych (1013 hPa) temp. wrzenia to 100°C. Występuje
tutaj taka zależność, że im mniejsze ciśnienie tym niższa temperatura
wrzenia i odwrotnie (im wyższe ciśnienie tym wyższa temperatura
wrzenia). Ciekawym zjawiskiem jest to, że znajdując się na szczycie
Mount Everest panuje tam tak niskie ciśnienie że nie moglibyśmy
ugotować jajka, bo woda nie osiąga tam więcej niż 68°C, przez co żółtko
byłoby niedogotowane. Temperatura wrzenia wody zmniejsza się o 1°C
co ok. 300m.
Przykłady wrzenia w domu: podgrzanie wody w garnku (temp. 100°C)
Zagadnienie II
Termos- dlaczego utrzymuje ciepło?
Termos to naczynie o podwójnych ścianach, spomiędzy których
wypompowano powietrze, zapewniające bardzo dobrą izolację termiczną
wnętrza naczynia.
Służy nam, między innymi do tego by herbata była ciepła zarówno w pracy, jak i w
szkole, podczas gdy przygotowaliśmy ją w domu. Termos oprócz zastosowania
domowego wykorzystuje się także w celach naukowych. Dzięki niemu naukowcy mają
możliwość utrzymywania temperatury płynów oraz ciał stałych. Porządne termosy
posiadają zdolność utrzymywania temperatury nawet do 3 dni.
Zagadnienie III
Co wspólnego ma suszarka z silnikiem odrzutowym?
Otóż suszarka i silnik odrzutowy mają co najmniej 2 właściwości wspólne. W obydwu
występują zjawisko odrzutu i zasada zachowania pędu.
Zjawisko odrzutu polega na uzyskiwaniu prędkości v (ang. velocity) przez układ
mechaniczny dzięki wyrzucaniu z tego układu pewnej masy m (ang. mass).
Zasada zachowania pędu: jeżeli na jakiś układ ciał nie działają siły (oddziaływania)
zewnętrzne, wtedy układ ten ma stały pęd.
Czyli, zapisując to wzorami:
Jeżeli F = 0, to p = const.
Zarówno silnik odrzutowy jak i suszarka są odpychane przez strumień powietrza.
Pierwsze urządzenie nabiera wystarczającej prędkości by między innymi wznieść
samolot w przestworza. Drugie urządzenie nie ma aż takiej siły odrzutu i służy nam
głównie do suszenia włosów. Zjawisko odrzutu występuje także przy starcie rakiet
kosmicznych, oraz jest wykorzystywane przez niektóre zwierzęta do poruszania się (np.
meduza).
Silnik odrzutowy i suszarka podczas działania
wyrzucają taką ilość powietrza, że:
vgazu · mgazu= vurządzenia · murządzenia
(Przy założeniu, że nie ma żadnych strat energii)
Zagadnienie IV
Dlaczego zabawki nie toną?
Zabawki nie toną dzięki sile wyporu.
Siła (ang. Force) wyporu działająca na ciało zanurzone w cieczy lub gazie. Skierowana przeciwnie
do siły ciężkości.
Wzór: Fwyporu= ρ · g · V
Gdzie:
ρ - gęstość płynu w którym zanurzone jest ciało
V (ang. Volume) - objętość zanurzonej np. części ciała
g - przyśpieszenie ziemskie
Ciało będzie pływało po powierzchni cieczy, jeśli siła wyporu, która na nie działa przy
maksymalnym zanurzeniu będzie większa niż ciężar tego ciała. Zabawki robione są zazwyczaj z
plastiku przez co są lekkie i nie toną (mała gęstość plastiku ...). Ich siła ciężkości jest mniejsza od
siły wyporu. Jeśli natomiast byłoby odwrotnie (siła ciężkości > siła wyporu) to ciało będzie tonąć.
Zagadnienie V
Co łączy Newtona z trzepaniem dywanu?
I zasada dynamiki Newtona
Brzmi ona: Jeżeli na ciało nie działają siły lub działające siły równoważą się to ciało
porusza się ruchem jednostajnym, lub pozostaje w spoczynku.
W praktyce wygląda to tak, że jeśli energicznie uderzamy w dywan to kurz, który się na
nim znajdował zlatuje z niego, bo stara się zachować prędkość jaką miał przed
uderzeniem. Sytuacja wygląda podobnie, kiedy mokry pies strzepuje z siebie wodę.
Miotając się w jedną i drugą stronę powoduje, że krople wody zachowują swoją
prędkość i zlatują z jego sierści.
Zagadnienie VI
Co łączy fizykę z pierogami?
Siły międzycząsteczkowe
Dzielimy je na:
Siły spójności - siły oddziaływania między cząsteczkami cieczy.
Siły przylegania - siły oddziaływania między cząsteczkami cieczy i cząsteczkami naczynia.
Powierzchnia swobodna cieczy znajdującej się w naczyniu może przyjmować kształt wklęsły lub
wypukły. Zakrzywienie powierzchni cieczy nazywamy meniskiem.
Jeżeli siły spójności są mniejsze od sił przylegania to menisk jest wklęsły. Jeśli zaś jest odwrotnie
(siły przylegania < siły spójności) to menisk jest wypukły.
Przykłady z domu: pierogi, szklanka z wodą, ciasto itd.
Słowniczek:
t - time (czas)
F - force (siła)
m - mass (masa)
V - volume (objętość)
v - velocity (prędkość)
const. - constant (stały)
p - pęd (ang. momentum)
S - surface (powierzchnia)
T - temperature (temperatura)
g - gravitational acceleration (przyspieszenie ziemskie)
Warm – ciepło
Boiling – wrzenie
P – pressure (ciśnienie)
Jet engine – silnik odrzutowy
Energy – energia
ρ - Density (gęstość)
Uniform motion – ruch jednostajny
Uniformly accelerated motion – ruch jednostajnie przyspieszony
Uniformly decelerated motion – ruch jednostajnie opóźniony
Rest – spoczynek
Particle – cząsteczka
Intermolecular forces- siły międzycząsteczkowe
Meniscus – menisk
Cohesive force – siły spójności
Adhesive force – siły przylegania