https://frosthead.com

Marshmallows: popoln medij za predstavitev načel fizike

Če velikonočni zajček pride ta vikend k vam, se boste morda znašli z obilico marshmallows in Peeps. Kaj storiti z vsemi njimi? Poleg tega, da bi jih preprosto jedli, kuhali z njimi ali sprostili svojo umetniško plat z izdelavo dioram, razmislite o njihovi uporabi ... za znanost!

Sorodne vsebine

  • Znanstveno iskanje za popolno S'more
  • Vroča čokolada z maršmolovcem vas bo to toplo sončno noč

Izkaže se, da je močvirje nujno potrebnih kosov za domače znanstvene eksperimente. Seveda jih lahko uporabite za preizkušanje samokontrole svojih otrok s področja zloglasnega testa psihološkega marshmallowa in njegovih vedno bolj zapletenih iteracij. Če pa raje ne mučite svojih otrok tako, da pustijo neustrezno doseči močvirje, ki jim ni treba naročiti, razmislite o poskusu teh preprostih znanstvenih projektov:

Slamke v vakuumu

prostornina plina Razmerje med prostornino plina in njegovim tlakom je mogoče prikazati doma s preprosto nastavitvijo. (Foto Mohi Kumar)

Ne, ne takšnega vakuuma, kljub intrigantnim možnostim, ki jih priča ta stavek. Potrebovali boste:

  • Steklen kozarec s pokrovom
  • Mehanizem za črpanje nekaj zraka iz kozarca
  • Semena

Za fizični primer Hypertextbook priporoča uporabo kuhinjske vakuumske črpalke za ta poskus. Tudi rezanje majhne luknje v pokrovu kozarca in stiskanje vakuumske črpalke vinogradnika vanjo deluje.

V kozarec postavite nekaj marshmallow, zatesnite in nato izčrpajte zrak:

Kaj se dogaja? Sladke mešanice so v osnovi pena iz sladkorja, vode, zraka in želatine. Sladkor jih naredi sladke, voda in sladkor pa ju naredi lepljive, želatina pa jih raztegne. Toda zrak, ki dejansko predstavlja večino prostornine slaščice, naredi močvirje najbolj okusen način za vgradnjo plina v trdno snov. Ko črpate zrak iz kozarca, se zrak v notranjosti marshmallowa razširi, marshmallow pa se dvigne. Sprostite tesnilo in močvirji se vrnejo v normalno velikost.

Čestitamo! Pravkar ste pokazali Boyleov zakon, ki pravi, da je, ko se temperatura ne spremeni, razmerje med tlakom (ki se zniža z izčrpavanjem zraka iz kozarca) in količino katere koli nastavljene količine plina (marshmallow) obratno sorazmerna. Z drugimi besedami, zmanjšanje enega zahteva povečanje drugega.

Če jih ne moreš jesti, jih nuke!

Če ste kdaj pekli močvirje nad tabornim ognjem, boste vedeli, kam gre naslednja demonstracija. Potrebovali boste:

  • Mikrovalovna pečica
  • Mikrovalovna plošča
  • Marshmallow standardne velikosti (izogibajte se minisom ali jumbosom; prvi se bodo ocvrli, slednji pa lahko naredijo velik nered!)

Na eno od ravnih strani na sredino krožnika postavite marshmallow. Nato se mikrovalovka segrejte, recimo, 45 sekund visoko.

Živo je! Tokrat raje spreminjate tlak, ki obdaja močvirje. Medtem ko mikrovalovka peče močvirje, se voda v barju segreje in ogreje zrak. Ko zrak postane vroč, se razširi, zaradi česar se močvirski delček napihne. Voda iz slaščice tudi mehča sladkorje, zaradi česar lahko tečejo, kot je razvidno iz zgornjega videoposnetka (ustvaril uporabnik YouTube bbbpwns).

Razmerje med temperaturo in prostornino je značilno za Charlesov zakon, ki pravi, da se bo vsako nastavljeno količino plina pri segrevanju povečalo - zvišanje temperature plina zahteva povečanje količine plina.

Če poskusite to s Peepsom, je za vas nekoliko zaskrbljujoč rezultat, ki ga je predstavil uporabnik YouTube UBrocks:

Če se boste vrnili k Stay Puft Marshmallow Man, žal - pošast marshmallow, ki ste ga potegnili iz mikrovalovne pečice, ne bo trajal - ohladil se bo in izstopal v svetlobni tok. Toda preden se popolnoma ohladi, je izpuščaj precej previden in ga je mogoče oblikovati v oblike. Toda previdno! Ostanki močvirskega barja so kot plazmi - prilepili se bodo na vas in spali. Ko se nekoliko ohladi, si na dlan nanesite nekaj olja, preden karkoli oblikujete, sicer vam bo skulptura ostala prilepljena na roke.

Gooey način izračuna hitrosti svetlobe

Za to predstavitev potrebujete nekaj osnovnega znanja, ko začnete. Hitrost vala je mogoče izračunati tako, da pomnožimo valovno dolžino (oddaljenost od grebena do grebena) s frekvenco (število ciklov od grebena do grebena, ki se ponavljajo v časovnem razmiku). Svetloba je val in njeno hitrost je mogoče izračunati na enak način brez domišljijske opreme. Potrebovali boste:

Otrok meri razdaljo med stopljenimi obliži po tem, ko je bila plast marshmallows mikrovalovka. Fotografirala Mohi Kumar

Otrok meri razdaljo med stopljenimi obliži po tem, ko je bila plast marshmallows mikrovalovka. Otrok meri razdaljo med stopljenimi obliži po tem, ko je bila plast marshmallows mikrovalovka. (Foto Mohi Kumar)
  • Mikrovalovna pečica z odstranjenim gramofonom
  • Stekleni krožnik ali pekač
  • Mini marshmallows
  • Ravnilo
  • Kalkulator

Vzemite pekač in po dnu zložite eno plast marshmallows, obložene kot drobni zabuhli vojaki. Prepričajte se, da je gramofon odstranjen iz mikrovalovne pečice - to omogoča, da se mikrovalovne pečice premikajo skozi steklo in marshmallows v vzorcu stoječega vala. Nekaj ​​minut kuhajte na tihem in pozorno opazujte marshmallows. Če je gramofon odstranjen, se mikrovalovna pečica ne segreva enakomerno - v polju marshmallowa se bodo opazili staljeni obliži.

Takoj, ko zagledate nekaj takih obližev, odstranite posodo in izmerite razdaljo med dvema, ki tvorita črto, vzporedno z vrati mikrovalovne pečice - ta označujeta mesta najvišjih amplitud stoječega vala. Pomnožite to z dvema, da dobite celotno valovno dolžino mikrovalov, ki so šli skozi vaše močvirje (če pogledate geometrijo stoječega vala, vam je začetna meritev dala le polovico valovne dolžine). Pretvorite to v metre.

Če ta rezultat pomnožimo s frekvenco mikrovalovne pečice, ki jo najdemo v priročniku mikrovalovne pečice ali v nalepki v napravi, dobimo približno 299.000.000 metrov na sekundo - približno hitrost svetlobe! Tu si oglejte videoposnetek.

Vzemite pekač in po dnu zložite eno plast marshmallows, obložene kot drobni zabuhli vojaki. Prepričajte se, da je gramofon odstranjen iz mikrovalovne pečice - to omogoča, da se mikrovalovne pečice premikajo skozi steklo in marshmallows v vzorcu stoječega vala. Nekaj ​​minut kuhajte na tihem in pozorno opazujte marshmallows. Če je gramofon odstranjen, se mikrovalovna pečica ne segreva enakomerno - v polju marshmallowa se bodo opazili staljeni obliži.

Takoj, ko zagledate nekaj takih obližev, odstranite posodo in izmerite razdaljo med dvema, ki tvorita črto, vzporedno z vrati mikrovalovne pečice - ta označujeta mesta najvišjih amplitud stoječega vala. Pomnožite to z dvema, da dobite celotno valovno dolžino mikrovalov, ki so šli skozi vaše močvirje (če pogledate geometrijo stoječega vala, vam je začetna meritev dala le polovico valovne dolžine). Pretvorite to v metre.

Če ta rezultat pomnožimo s frekvenco mikrovalovne pečice, ki jo najdemo v priročniku mikrovalovne pečice ali v nalepki v napravi, dobimo približno 299.000.000 metrov na sekundo - približno hitrost svetlobe! Tu si oglejte videoposnetek.

Marshmallows: popoln medij za predstavitev načel fizike