Таисия Семенова
Республика Саха (Якутия), г. Мирный
МБОУ "Политехнический лицей", 10 класс
ИССЛЕДОВАНИЕ ПОВЕДЕНИЯ ВОЗДУШНЫХ ПУЗЫРЕЙ В СТОЛБЕ ЖИДКОСТИ В СЛУЧАЕ НЕИНЕРЦИАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ОТСЧЁТА
54
Научный руководитель: Фаркова Елена Анатольевна, Республика Саха (Якутия), г. Мирный, МБОУ "Политехнический лицей", учитель математики
Актуальность
Актуальность работы заключается в том, что данное явление может быть использовано в различных промышленных процессах, как например, пенной флотации – одном из методов обогащения полезных ископаемых, который основан на различии способностей минералов удерживаться на поверхности раздела фаз "воздух-жидкость" при пропуске мелких пузырей воздуха через смесь частиц с водой, обусловленном различием в удельных поверхностных энергиях.
Цель проекта
Цель работы созвучна с наименованием: нужно исследовать поведение воздушных пузырей в столбе жидкости в случае неинерциальной системы отсчёта. В форме вопроса это будет звучать подобным образом: "Почему же пузыри опускаются при вертикальном колебании?".
Задачи
1. Изучить ряд научной и учебной литературы.
2. Проанализировать полученную математическую модель пузыря в явлении.
3. Проверить гипотезу о том, что индуцированная масса, обусловленная неинерциальной системой отсчёта может быть способной преодолевать плавучесть пузыря в газонасыщенной жидкости:
a. Изготовить модельную экспериментальную установку и продемонстрировать явление;
b. Экспериментально выявить параметры, влияющие на характер погружения пузырей;
c. Объяснить наблюдаемое явление, сопоставив выводы с изученной литературой;
d. Выявить параметры, влияющие на характер погружение пузыря;
e. Обобщить результаты, сделать выводы.
В данной статье рассматривается любопытное явление "тонущих пузырей" – образования в сосуде с жидкостью (например, водой или маслом) и газом газонасыщенного слоя, который затем опускается ко дну сосуда при вертикальном колебании. Проведён анализ научной и учебной литературы, построена экспериментальная установка (чем обусловлена новизна исследования), с помощью которой зафиксировано поведение газожидкостной смеси. Вследствие исследования выявлены параметры, влияющие на погружения пузыря, а также подтверждена математическая модель явления, которую получили при изучении литературы.
Выводы
В выводе, при проведении анализа учебной и научной литературы нами была изучена математическая модель тонущего пузыря, в лабораторных условиях собрана экспериментальная установка, состоящая из акустического динамика, закрытого цилиндрического прозрачного сосуда, звукового генератора. К подвижной головке динамика приклеен сосуд, наполняемый жидкостью (маслом или водой). Динамику подаётся регулируемый ток генератора, вследствие чего его подвижная головка вибрирует, взбалтывая сосуд. Выполнена серия натурных экспериментов, результаты которых подтвердили теоретические выводы (при увеличении интервала частот вибраций перепонки динамика пузыри воздуха в сосуде опускаются ниже, вплоть до дна) и помогли выявить параметры, влияющие на погружение пузыря, а именно частоту и амплитуду волны. Гипотеза подтвердилась.
Перспективы
Среди перспектив развития работы – уточнение и углубление собранных при помощи установки данных, а также проведение экспериментов с имитацией флотации при данном явлении.
Видео о проекте
Демонстрация экспериментальной установки
Расписание работы автора проекта
31 марта, ср
Диалог с экспертами
Ответы на вопросы
10:00
10:20

11:35 - 11:45

Кузнецов С.М.
Бункин Н.Ф.
31 марта, ср
10:40
11:00
11:20
Винтайкин Б.Е.
Чирский С.П.
Новиков В.С.

Задайте вопрос автору проекта
Обязанность отвечать на заданные вопросы остается полностью на участнике. Организаторы форума не несут ответственности за сроки получения ответа.
Заполняя данную форму Вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности сайта.
Пообщайтесь с автором в режиме реального времени
Вы можете посмотреть диалог с экспертом и задать вопросы автору в форме вебинара.
Расписание сессий приведено выше