Программа исследовательского кружка « Юный экспериментатор» «Вода и водные растворы» (стр. 3 )

Исследовательская работа «Исследование поведение капли воды. упавшей на гидрофобную поверхность»

1 Цели работы :

1.Установление механизмов потери устойчивости, деформации и распада на отдельные фрагменты капель жидкости при динамическом воздействии;

2.Построение теоретических моделей деформации и разрушения капель

Цели эксперимента:

·  постановка и обсуждение задачи;

·  изучение теоретического материала, к которому задача имеет непосредственное отношение;

·  разработка (вместе с учителем) содержания и плана эксперимента, имеющего цель решить поставленную задачу;

·  самостоятельно проводить эксперимент, обрабатывать результаты;

·  строить математическую модель явления;

·  сопоставлять полученные результаты, обсуждать их, обрабатывать, делать выволы;

·  оформлять результаты, писать отчет, защищать работу.

Методы исследования: 1) эксперимент;

2) работа с научной литературой;

3) фотографирование

Объект исследования: питьевая вода; сладкая вода; раствор этанола;

раствор мыла

Оборудование и материалы: гидрофобные поверхности покрытые сажей;

тефлоном; пластилином;

штативы;

мерная капельница

Учебно-тематический план

№	Наименование разделов и тем	Общее количество учебных часов	В том числе
теоретические	практические
1	Введение	4ч	4ч	-
2.	Теория исследуемой темы	52 ч	34 ч	18 ч
3.	Практическая часть	82ч	20ч	62ч
4	Защита	8 ч	8ч	-
	Итого часов	144 часа	66ч	78ч

Подпрограмма рассчитана на 144 часа и состоит из 4-х этапов:

·  Введение;

·  теоретический;

·  практический.

·  Защита

Ι этап. Введение.( 4 ч.)

IІ этап. Теоретический ( 52ч.).

36 часов – лекции и лабораторные работы по тем разделам физики, законы которых лежат в основе предлагаемых моделей, знакомство с региональными и глобальными экологическими проблемами.

16 часов - идет на презентацию методов, которыми предстоит овладеть учащимся при самостоятельном проведении эксперимента.

IIІ этап. Практический ( 82ч.).

4 часа - обсуждение и выбор предлагаемых моделей, разбивка на группы.

14 часов - индивидуальные консультации по теоретическим вопросам и обсуждение конструкторских решений.

16 часов - на самостоятельное изучение теории, необходимой для проведения эксперимента.

48 часов - идет на непосредственное выполнение эксперимента.

IV этап. Защита (6ч.).

5 часов - подготовка к защите.

1 час - защита работы.

Тематическое планирование:

№ урока	№ урока в теме	Наименование тем	Количество часов
	Введение	4ч
1	1	Эксперимент- метод научного познания	2ч
2	2	Актуальность работы на сегодняшней день	2ч
	Теория исследуемой темы	52ч
	Строение вещества	36ч
3	1	Что такое капля? Лабораторная рабо-та: «Наблюдение теплового расшире-ния воды.»	2ч
4	2	Смачиваемость и несмачиваемость	1ч
5	3	Гидрофобность поверхности	1ч
6	4	Поверхностное натяжение Лабора-торная работа: « Измерение поверх-ностного натяжения капли воды»	2ч
7	5	Краевой угол	2ч
8	6	«Танцующая капля»	1ч
9	7	Явления наблюдаемые в жидкости перед тем, как она упадет на гидро-фобную поверхность.	1ч
10	8	Эффект разбрызгивания и подпры-гивания капель Лабораторная работа: «Зависимость подпрыгивания капель жидкости от различных факторов»	1ч
11	9	Современная физико-химическая картина мира	1ч
12	10	Силы действующие на каплю при ее разбегании	1ч
13	11	Параметры влияющие на подпры-гивание капли вверх Лабораторная работа: «Наблюдение капиллярного поднятия жидкости»	2ч
14	12	Малые колебания капли у положения равновесия	2ч
15	13	Максимальный радиус растекания капли	1ч
16	14	«Прыжок» капли	2ч
17	15	Устойчивость и неустойчивость процесса	2ч
18	16	Число Релея-Тейлора	2ч
19	17	Колебание капли	2ч
20	18	Вязкое трение	2ч
21	19	Ожерелье из капель	2ч
22	20	Математическая модель малых коле-баний	2ч
23	21	Энергетический метод вывода урав-нения колебаний	2ч
24	22	Зависимость радиуса основания упавшей капли от высоты падения и поверхностного натяжения	2ч
	Средства и методы измерения	16ч
25	1	Мерная капельница	1ч
26	2	Правила пользования мерной капель-ницей	1ч
27	3	Какие бывают мерные капельницы?	1ч
28	4	Какие жидкости выбираем:вода с раз-личными добавками (сахар, мыло, этанол)	4ч
29	5	Какие материалы применяем: теф-лон, пластилин, полиэтиленовые покрытия	4ч
30	6	Регистратор измерений	3ч
31	7	Прожектор	2ч
	Практическая часть	82ч
	Выбор модели	4ч
32	1	Какие объекты участвуют в процессе	2ч
33	2	Какие процессы происходят	2ч
	Обсуждение конструкторских решений	14ч
34	1	Условия для проведения исследования	2ч
35	2	Сборка установки, модели	4ч
36	3	Приборы регистрации	2ч
37	4	Что мы ожидаем увидеть в поведении системы?	1ч
38	5	Как будем регистрировать процесс?	1ч
39	6	Составление плана исследования	4ч
	Изучение теории, необходимой для проведения эксперимента.	16ч
40	1	Устройство и принцип действия экспериментальной установки	4ч
41	2	Основные стадии движения капли	2ч
42	3	Эффект разбрызгивания и подпрыгивания капель	2ч
43	4	Максимальный радиус растекания капли	4ч
44	5	Зоны погрешностей определения температуры	2ч
45	6	Величины и единицы измерения	2ч
	Эксперимент	48ч
46	1	Исследование №1 Исследование поведение капли раствора этанола при падении на гидрофобную поверхность. покрытую сажей	4ч
47	2	Исследование №2 Исследование поведение капли раствора этанола при падении на гидрофобную поверхность. покрытую тефлоном	4ч
48	3	Исследование №3 Исследование поведение капли раствора этанола при падении на гидрофобную поверхность. покрытую пластилином	4ч
49	4	Исследование №4 Исследование поведение капли раствора этанола при падении на полиэтиленовые покрытия	4ч
50	5	Исследование №5 Исследование поведение капли раствора мыла при падении на гидрофобную поверхность. покрытую сажей	4ч
51	6	Исследование №6 Исследование поведение капли раствора мыла при падении на гидрофобную поверхность. покрытую тефлоном	2ч
52	7	Исследование №7 Исследование поведение капли раствора мыла при падении на гидрофобную поверхность. покрытую пластилином	2ч
53	8	Исследование №8 Исследование поведение капли раствора мыла при падении на полиэтиленовые покрытия	2ч
54	9	Исследование №9 Исследование поведение капли сладкой воды при падении на гидрофобную поверхность. покрытую сажей	2ч
55	10	Исследование №10 Исследование поведение капли сладкой воды при падении на гидрофобную поверхность. покрытую тефлоном	2ч
56	11	Исследование №11 Исследование поведение капли сладкой воды при падении на гидрофобную поверхность. покрытую пластилином	2ч
57	12	Исследование №12 Исследование поведение капли сладкой воды при падении на полиэтиленовые покрытия	2ч
58	13	Исследование №13 Исследование поведение капли питьевой воды при падении на гидрофобную поверхность. покрытую сажей	2ч
59	14	Исследование №14 Исследование поведение капли питьевой воды при падении на гидрофобную поверхность. покрытую тефлоном	2ч
60	15	Исследование №15 Исследование поведение капли питьевой воды при падении на гидрофобную поверхность. покрытую пластилином	2ч
61	16	Исследование №16 Исследование поведение капли питьевой воды при падении на полиэтиленовые покрытия	2ч
62	17	Дополнительные исследования	2ч
63	18	Построение графиков и таблиц	2ч
64	19	Теоретическое осмысление результатов исследований	2ч
	Защита	6ч
65	1	Обработка числовых результатов	3ч
66	2	Оформление результатов	2ч
67	3	Итоги работы	1ч
Итого часов:		144 ч.

Третий год обучения