1 實驗目的:知道蛋殼哪部分最堅固,了解蛋殼呈圓形或橢圓形的原因。
2 實驗材料:雞蛋三枚、削好的鉛筆一支、碗一個。
3 實驗步驟
(1)兩手各拿一枚雞蛋,讓一枚雞蛋的小頭和另一枚雞蛋的大頭相碰(注意兩手用力均勻),觀察實驗現象。
(2)讓未破的雞蛋的大頭和第三枚雞蛋的中間部分相撞。觀察實驗結果。
(3)將破裂的兩個雞蛋蛋液倒入碗中,取出兩個雞蛋中帶小頭的半個蛋殼,清理干凈備用。
(4)將一枚蛋殼開口向上放置,另一枚蛋殼開口向下放置,分別將鉛筆從離蛋殼底部15cm的高度豎直向下自由落到蛋殼上。
4 觀察思考
(1)一枚雞蛋的小頭和另一枚雞蛋的大頭相撞時。雞蛋的大頭被撞破;未破雞蛋的大頭和第1枚雞蛋的中間部分相撞時,第三枚雞蛋破了。蛋殼哪里最堅固?蛋殼的不同部位堅硬程度不同,這和什么有關系呢?和蛋殼的彎曲程度有關呢?還是和雞蛋大頭內的氣室有關?
(2)開口向下的蛋殼沒有被鉛筆砸破,而開口向上的蛋殼被砸破了,這是為什么?
5 總結延伸
(1)通過實驗我們發現蛋殼的小頭最堅硬。蛋殼的大頭、小頭、中部三個部位都是拱形。拱形結構的彎曲程度越大,抵抗外界壓力的能力越強。蛋殼小頭部分彎曲程度最大,所以最堅硬。
(2)鉛筆在撞擊蛋殼的凹處時,力都是由受力點承受,蛋殼容易被砸破;而在撞擊蛋殼的凸處時,拱形的結構將力向四周分散,蛋殼不容易被砸破。
雞蛋殼、烏龜殼、貝殼等,都巧妙地運用了一定的力學原理。如果你一只手握住一個雞蛋,既使使勁兒擠壓。也很難把它弄破。原來蛋殼的拱形結構與其內表面的彈性膜一起構成了一種特殊的結構,在工程上稱為薄殼結構。它可以提高結構本身的剛性,增強其抗壓性。
自然界中的薄殼結構有很多,比如植物的果實,它們為更好地適應自然環境,多呈圓形或橢圓形。圓的外形使它們在較小的空間占用最大的體積來儲存營養。同時使它們對外界的壓力如風力等有較強的抵抗力。生活中,人們已廣泛采用這種結構,如大樓的圓形屋頂、模仿貝類形狀建造的商場頂蓋、建筑工人的安全帽等。仔細觀察,你還能找出其他的運用這種薄殼結構的事物嗎?