Pendorongan berdasarkan fenomena tegangan permukaan cecair. Lukisan, penerangan

PEMODELAN
Perpustakaan percuma / Buku Panduan / Pemodelan

Pendorongan berdasarkan fenomena tegangan permukaan cecair. Petua untuk pemodel

Pemodelan

Fenomena ketegangan permukaan cecair telah diketahui sejak sekian lama, dan dengan penciptaan bahan baru - nanoselulosa, ia menjadi mungkin untuk mencipta peranti pendorong yang menarik untuk model bot mainan.

Isu 24 tahun 2012 jurnal "Sains Kimia" menerbitkan artikel yang menerangkan model bot yang didorong oleh penyejatan surfaktan. Alkohol digunakan sebagai bahan ini, tenaga kimia yang ditukar kepada tenaga mekanikal, tenaga ini menetapkan model bot dalam gerakan. Menguap, alkohol menembusi membran (hull bot ketat cecair diperbuat daripada nanoselulosa), yang membawa kepada penurunan ketegangan permukaan air di buritan. Oleh kerana perbezaan tegangan permukaan air di hadapan dan di belakang bot, ia bergerak ke hadapan.

Mengubah tegangan permukaan air menjadikan bot bergerak (klik untuk membesarkan)

Adalah menarik untuk diperhatikan bahawa penggerak yang serupa telah diterangkan dalam buku "Entertaining experiments in fizik" (L.A. Gorev, 1985).

Potong pinggan dari kadbod, bentuknya ditunjukkan dalam rajah, dan turunkannya ke permukaan air yang dituangkan ke dalam tab mandi kaca dengan dimensi yang cukup besar, contohnya, diameter 35 cm dan tinggi 10 cm. Letakkan kapur barus kristal di atas air di tengah-tengah potongan kadbod. Pinggan bergerak untuk masa yang lama. kenapa?

Pendorongan berdasarkan fenomena tegangan permukaan cecair
Bot dengan enjin kapur barus

Penerangan serupa tentang penggerak yang serupa terdapat dalam buku teks fizik (Kursus am fizik. Termodinamik dan fizik molekul. jld. II. D.V. Sivukhin. M., Nauka, 1990):

Banyak fenomena dijelaskan oleh fakta bahawa tegangan permukaan cecair yang berbeza tidak sama. Ambil, sebagai contoh, bot model kecil yang diperbuat daripada timah, di buritannya dibuat lubang kecil. Mari tuangkan sedikit eter ke dalam bot supaya paras permukaan bebas eter sedikit lebih tinggi daripada lubang. Kemudian biarkan bot terapung di permukaan air. Kemudian dia akan mula bergerak ke hadapan, iaitu ke arah dari buritan ke haluan. Fenomena ini dijelaskan oleh fakta bahawa tegangan permukaan eter adalah kurang daripada tegangan permukaan air. Eter yang meresap melalui lubang di buritan menutupi permukaan air di belakang bot dengan lapisan nipis. Ketegangan permukaan eter menarik bot ke belakang. Walau bagaimanapun, daya ini kurang daripada tegangan permukaan air, yang menariknya ke hadapan. Hasil kedua-dua daya ini diarahkan ke hadapan dan menggerakkan bot.

Fenomena yang sama diperhatikan apabila kepingan kecil kapur barus dibuang ke permukaan air tulen. Kapur barus perlahan-lahan larut dalam air dan mengurangkan ketegangan permukaannya. Kadar pelarutan di tempat yang berbeza bagi sekeping kapur barus tidak sama dan bergantung kepada bentuknya. Ia lebih dekat dengan hujung tajam bahagian yang menonjol. Akibatnya, perbezaan dalam ketegangan permukaan terbentuk, membawa sekeping kapur barus ke dalam gerakan putaran dan translasi rawak dan sengit. Fenomena ini diperhatikan hanya apabila permukaan air cukup bersih. Lapisan lemak yang nipis mengurangkan ketegangan permukaan air sehingga tahap pelarutan kapur barus tidak lagi dapat mengurangkannya lagi. Menurut Rayleigh, pergerakan kapur barus berhenti apabila ketebalan lapisan minyak pada permukaan air mencapai 2 * 10-7 cm Dalam kes ini, tegangan permukaan air adalah 28% kurang daripada permukaan air bersih. Lapisan minyak dengan ketebalan 1 * 10-7 cm dan ke bawah, menurut Rayleigh, boleh dikatakan tidak mempunyai kesan pada ketegangan permukaan air.

Dan satu lagi penerangan tentang penggerak berdasarkan ketegangan permukaan cecair telah diterbitkan dalam jurnal "Kvant", 1982, No. 11.

Sebuah "roket" bergerak dan gelang mencapah.

Potong "roket" kertas daripada bentuk yang ditunjukkan dalam Rajah 1, a. Pada titik A, letakkan setitik larutan sabun pekat atau sebatang sabun kecil. Jika anda kini menurunkan roket pada permukaan air yang tenang, maka ia akan mula bergerak.

Pendorongan berdasarkan fenomena tegangan permukaan cecair
Roket dan pemutar

Daripada "roket", anda boleh membuat kincir dalam bentuk huruf S dan meletakkan kepingan sabun pada titik A dan A' (Rajah 1, b). Perhatikan ke arah mana pemutar akan berputar.

Kami mengesyorkan artikel yang menarik bahagian Pemodelan:

▪ Model enjin Stirling

▪ model kapal enjin wap

▪ Pelampung hayat kapal selam

Lihat artikel lain bahagian Pemodelan.

Baca dan tulis berguna komen pada artikel ini.

<< Belakang

Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:

Cara Baharu untuk Mengawal dan Memanipulasi Isyarat Optik 05.05.2024

Dunia sains dan teknologi moden berkembang pesat, dan setiap hari kaedah dan teknologi baharu muncul yang membuka prospek baharu untuk kita dalam pelbagai bidang. Satu inovasi sedemikian ialah pembangunan oleh saintis Jerman tentang cara baharu untuk mengawal isyarat optik, yang boleh membawa kepada kemajuan ketara dalam bidang fotonik. Penyelidikan baru-baru ini telah membolehkan saintis Jerman mencipta plat gelombang yang boleh disesuaikan di dalam pandu gelombang silika bersatu. Kaedah ini, berdasarkan penggunaan lapisan kristal cecair, membolehkan seseorang menukar polarisasi cahaya yang melalui pandu gelombang dengan berkesan. Kejayaan teknologi ini membuka prospek baharu untuk pembangunan peranti fotonik yang padat dan cekap yang mampu memproses jumlah data yang besar. Kawalan elektro-optik polarisasi yang disediakan oleh kaedah baharu boleh menyediakan asas untuk kelas baharu peranti fotonik bersepadu. Ini membuka peluang besar untuk ...>>

Papan kekunci Seneca Prime 05.05.2024

Papan kekunci adalah bahagian penting dalam kerja komputer harian kami. Walau bagaimanapun, salah satu masalah utama yang dihadapi pengguna ialah bunyi bising, terutamanya dalam kes model premium. Tetapi dengan papan kekunci Seneca baharu daripada Norbauer & Co, itu mungkin berubah. Seneca bukan sekadar papan kekunci, ia adalah hasil kerja pembangunan selama lima tahun untuk mencipta peranti yang ideal. Setiap aspek papan kekunci ini, daripada sifat akustik kepada ciri mekanikal, telah dipertimbangkan dengan teliti dan seimbang. Salah satu ciri utama Seneca ialah penstabil senyapnya, yang menyelesaikan masalah hingar yang biasa berlaku pada banyak papan kekunci. Di samping itu, papan kekunci menyokong pelbagai lebar kunci, menjadikannya mudah untuk mana-mana pengguna. Walaupun Seneca belum tersedia untuk pembelian, ia dijadualkan untuk dikeluarkan pada akhir musim panas. Seneca Norbauer & Co mewakili piawaian baharu dalam reka bentuk papan kekunci. dia ...>>

Balai cerap astronomi tertinggi di dunia dibuka 04.05.2024

Meneroka angkasa dan misterinya adalah tugas yang menarik perhatian ahli astronomi dari seluruh dunia. Dalam udara segar di pergunungan tinggi, jauh dari pencemaran cahaya bandar, bintang dan planet mendedahkan rahsia mereka dengan lebih jelas. Satu halaman baharu dibuka dalam sejarah astronomi dengan pembukaan balai cerap astronomi tertinggi di dunia - Balai Cerap Atacama Universiti Tokyo. Balai Cerap Atacama, yang terletak pada ketinggian 5640 meter di atas paras laut, membuka peluang baharu kepada ahli astronomi dalam kajian angkasa lepas. Tapak ini telah menjadi lokasi tertinggi untuk teleskop berasaskan darat, menyediakan penyelidik dengan alat unik untuk mengkaji gelombang inframerah di Alam Semesta. Walaupun lokasi altitud tinggi memberikan langit yang lebih jelas dan kurang gangguan dari atmosfera, membina sebuah balai cerap di atas gunung yang tinggi memberikan kesukaran dan cabaran yang besar. Walau bagaimanapun, walaupun menghadapi kesukaran, balai cerap baharu itu membuka prospek yang luas kepada ahli astronomi untuk penyelidikan. ...>>

Berita rawak daripada Arkib

Cip subkutaneus untuk ujian darah segera 12.06.2015

Para saintis dari Sekolah Politeknik Persekutuan Lausanne (Switzerland) telah membangunkan cip diagnostik yang ditanam di bawah kulit.

Untuk melakukan ujian darah masa nyata dan segera mendapatkan data mengenai kandungan pelbagai bahan dalam darah, cukup untuk menanam mikrocip dengan sisi hanya satu sentimeter persegi di bawah kulit.

Peranti ini boleh mengukur paras kolesterol dan glukosa darah, serta ubat-ubatan tertentu. Di dalamnya, terdapat unit kawalan, satu set enam penderia, penyesuai Bluetooth untuk menyambung ke telefon pintar, dan litar aruhan.

Reka bentuk ini adalah kerana keperluan untuk meletakkan bateri "luar", supaya anda tidak perlu memotong kulit setiap kali untuk menggantikan bateri - bateri hanya dilekatkan pada kulit dengan tampalan biasa.

Para penyelidik telah menguji mikrocip dalam tikus makmal, dan ujian manusia harus bermula dalam tempoh lima tahun akan datang.

Berita menarik lain:

▪ Beg pakaian perjalanan dengan elektronik

▪ HTC meninggalkan papan kekunci QWERTY dan bateri besar

▪ Bunyi boleh bergerak walaupun dalam vakum

▪ Banjir pasang surut dikaitkan dengan jenis khas gelombang laut perlahan.

▪ Telefon bimbit SAMSUNG SCH-X820

Suapan berita sains dan teknologi, elektronik baharu

Bahan-bahan menarik Perpustakaan Teknikal Percuma:

▪ bahagian tapak Petua untuk amatur radio. Pemilihan artikel

▪ Artikel oleh Anna de Stael. Kata-kata mutiara yang terkenal

▪ Apakah cara menyatukan Jerman pada abad ke-XNUMX?

▪ Artikel Bachman Knot. Petua Perjalanan

▪ artikel Kain varnis penebat elektrik (kain varnis). Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

▪ artikel Model pengendalian turbin air. eksperimen fizikal

Tinggalkan komen anda pada artikel ini:

Semua bahasa halaman ini

Laman utama | Perpustakaan | artikel | Peta Laman | Ulasan laman web