Спагетти

1.

Проект по
теме:
Скрученные спагетти
Закрученный пучок спагетти может
выдерживать большие
боковые (поперечные) силы, чем
прямой. Исследуйте, как
такой пучок реагирует на
поперечное напряжение, и
определите оптимальную закрутку,
при которой
противодействие поперечной
нагрузке максимально

2.

Цель работы:
Исследовать зависимость поперечного
напряжения от количества оборотов спагетти
Гипотеза:
Мы предполагаем, что вареные
спагетти будут проявлять высокую
эластичность, значительно
деформируясь до разрыва. Их
разрушение будет зависеть от типа
приложенной силы

3.

Исследование поведения пучка под
поперечной нагрузкой и определение
оптимальной закрутки
От кулинарии до инженерных задач

4.

Авторы:Быкова Лиза,Бачманов
Всеволод,Ожегова Алиса,Леденцова
Полина
-8 класс
- школа №13

5.

Материалы и
Оборудование
Наша “Лаборатория”
• Сухие спагетти
• Кастрюля, вода, плита
(для варки) – важно: варить
до определенной степени
готовности, например, до
"аль денте", и всегда
одинаково!
• Линейка для измерения
длины (до и после
растяжения).
• Динамометр для
измерения силы сгиба
спагетти.
• Телефон для фиксации
результатов.
• Записная книжка и ручка
для наблюдений.

6. Поправка в эксперименте

• Изначально за основу
эксперимент были взяты
обычные вареные спагетти, но
результат нас не удовлетворил
и мы решили взять за основу
спагетти вареные в сильно
соленой воде

7.

Методика Эксперимента
Испытание на поперечную нагрузку
• Закрепляем подготовленный пучок спагетти между
штативами
• С помощью динамометра прикладываем поперечную
нагрузку к середине пучка
• Медленно увеличиваем нагрузку, пока пучок не
деформируется или не разрушится
• Фиксируем максимальную силу, которую выдержал пучок (по
показаниям
Динамометра) до начала деформации или разрушения
• Проводим испытания с каждой степенью закрутки, чтобы
получить надежные данные.

8.

9.

Основные
физические
явления
Опыта с спагетти

10.

1. Сила и Нагрузка
• Что это: Ну, это когда мы прикладываем какое-то усилие. В нашем случае, мы
давили на пучок спагетти сбоку – это называется поперечная (или боковая)
нагрузка. Мы мерили, сколько именно силы (в Ньютонах) нужно, чтобы пучок начал
гнуться или ломаться.
• Зачем нам это: Эта сила – как бы "испытание" для нашего пучка. Чем больше
силы он выдерживает, тем он "крепче".
2. Деформация
• Что это: Когда мы давим, пучок не ломается сразу (потому что спагетти вареные,
они мягкие), а начинает гнуться, прогибаться. Это называется деформация.
• Почему это важно: Это показывает, что спагетти – упругий материал. То есть, он
может менять форму под нагрузкой, но если нагрузку убрать, он может даже почти
вернуться обратно. Если же мы гнем его слишком сильно, он может так и остаться
погнутым (пластичная деформация) или порваться. Мы наблюдали, как сильно
пучок деформируется, прежде чем "сломаться".
3. Трение
• Что это: Когда мы скручиваем пучок, спагетти внутри очень плотно прижимаются
друг к другу. И когда мы потом давим на пучок сбоку, они пытаются проскользнуть,
но им мешает трение между ними.
• Почему это важно: Чем плотнее мы скрутили пучок, тем больше сила трения
между спагетти. Эта сила трения как бы "склеивает" их вместе и не дает им
рассыпаться. Именно благодаря трению скрученный пучок становится намного
крепче, чем просто параллельные спагетти.

11. Оптимальная Закрутка • Находим Идеальный Угол

Максимальная сила была
зафиксирована для пучка со скруткой от
1 до 2 оборотов
При дальнейшем увеличении скрутки
примерно от 4 оборотов прочность
могла начать незначительно снижаться
или оставалась примерно на том же
уровне.

12.

Таблица значений

13. Почему Скрутка Делает Пучок Крепче?

Перераспределение Нагрузки:
Когда пучок прямой, нагрузка приходится неравномерно.
Скручивание "связывает" спагетти вместе, распределяя
поперечную силу по большему количеству волокон.
Боковое Сопротивление:
Каждый отдельный спагетти в скрученном пучке
оказывается в более выгодном положении для
сопротивления поперечной силе. Он не столько
изгибается, сколько "натягивается" относительно своих
соседей.
Предел:
Чрезмерное скручивание может привести к внутренним
напряжениям и более раннему началу разрушения
отдельных волокон, поэтому существует оптимальный
угол.
Аналогии: Этот принцип используется в
строительстве (тросы, арматура) и в природе
(сухожилия, ДНК).

14. Главное, что мы узнали:

Скрутка пучка вареных спагетти значительно
увеличивает его способность противостоять
поперечным нагрузкам.
Мы обнаружили, что существует оптимальный угол
скрутки при котором пучок демонстрирует
максимальное сопротивление.
Это подтверждает, что оптимизация формы
структуры может радикально повысить ее прочность.
Наш проект показал, как простые объекты могут
демонстрировать сложные инженерные принципы.