Исследование свойств резины и объяснение некоторых приемов твистинга.
Денисенко Анна, учащаяся МБОУ Лицей № 000 города Новосибирска
Научный руководитель: , учитель физики ВКК
Актуальность исследования:
Твистинг – это искусство моделирования из резиновых шариков. В сложных моделях используется 10-12 пузырей на одном шарике, между пузырями могут быть скрутки или узлы. Иногда часть резинового шарика должна остаться не растянутой. Так как этот вид творчества становится всё более популярным, мы считаем, что проведение исследования изменения свойств резины при растяжении и сжатии воздушного шарика даст возможность объяснить некоторые приёмы твистинга.
Цель работы: исследовать способность резины к восстановлению формы после деформации и выявление закономерности перетекания воздуха из шарика в шарик.
Задачи:
Создать экспериментальную модель, которая позволит объяснить некоторые принципы моделирования из резиновых шариков;
Измерить избыточное давление в резиновом шарике, установить зависимость этого давления от размеров шарика;
Исследовать изменение упругих свойств резины при деформации;
Объяснить приемы, использующиеся в твистинге на основании экспериментальной модели
Методы исследования:
аналитический метод, метод научного поиска, метод систематизации и экспериментальный метод.
Оборудование: Резиновые шарики.
Экспериментальное оборудование: насос Комовского, видеофиксатор (цифровая камера), цифровая лаборатория PASCO: датчики давления, датчик поворота, датчик силы и температуры.
Исследование свойств резины и объяснение некоторых приемов твистинга:
В моделировании из шариков часто применяется приём, когда шарик частично наполняют воздухом, а затем распределяют воздух по длине шарика так, что образуются узкие перемычки и воздушные «пузыри». При этом воздух не заполняет менее растянутую часть шарика. Для изучения этого приема мы создали модель: два воздушных шарика разных размеров соединили трубкой с краном. При открывании трубки воздух перетекал либо из большего шарика в меньший либо наоборот. Мы измерили избыточное давление в обоих шариках, сравнили их. Провели опыты по растяжению и сжатию резины. Построили график зависимости силы упругости резины от удлинения, рассчитали работу резины.
Вывод:
В искусстве моделирования из воздушных шариков часто применяется прием сохранения части шарика недеформированной, это возможно, даже если соседние части шарика будут достаточно сильно растянуты. В соответствии с законом Паскаля в сообщающихся сосудах (шариках) давление газа одинаково. В резиновых воздушных шариках создается избыточное давление воздуха благодаря натяжению резины. Было установлено, что существуют характерные размеры шарика, при которых давление в нём максимально, поэтому возможно наблюдать, как воздух перетекает из шарика меньшего объёма в шарик большего объема и наоборот.
Решающую роль в объяснении этого явления играет гистерезис упругих свойств резины.
