Jelenség leírása
Mérjük meg egy kb. 50 cm hosszú kerékpár szelepgumi megnyúlását a húzóerõ függvényében! Áztassunk be 1-2 napig hideg vízbe egy másik szelepgumit, majd azzal is végezzük el a mérést!
Összeállítás
A mérés legnehezebb része - néhány jegyzõkönyv tanúsága szerint - a megfelelõ hosszúságú szelepgumi beszerzése volt. Kellõ utánjárással azonban kerékpár-szaküzletekben többféle gumit is vásárolhattak a kísérletezõk, s ezek rugalmas tulajdonságait vizsgálva nagyon eltérõ viselkedést tapasztalhattak. A szelepgumi vízben történõ áztatása jelentõsen megváltoztatta a gumi tulajdonságait, de a hõmérséklettõl és a levegõ páratartalmától is függtek azok. Többen megfigyelték, hogy a gumi ,,elõélete'' is hatással van a gumira, továbbá a megnyújtott gumi lassan tovább nyúlik: órákon (sõt napokon!) keresztül változtatja a hosszát anélkül, hogy a terhelés nagyságát növelnénk. Mindezek azt mutatják, hogy a gumi nagyon bonyolult, furcsa viselkedésû anyag, melynek vizsgálata a szokásosnál nagyobb körültekintést, kísérletezõi leleményességet kíván.
Eszközök
hosszú vonalzó vagy mérőszalag, rugós erőmérő, szelepgumi
Magyarázat
M. 186. Mérjük meg egy kb. 50 cm hosszú kerékpár szelepgumi megnyúlását a húzóerõ függvényében! Áztassunk be 1-2 napig hideg vízbe egy másik szelepgumit, majd azzal is végezzük el a mérést!
Megoldás. A mérés legnehezebb része - néhány jegyzõkönyv tanúsága szerint - a megfelelõ hosszúságú szelepgumi beszerzése volt. Kellõ utánjárással azonban kerékpár-szaküzletekben többféle gumit is vásárolhattak a kísérletezõk, s ezek rugalmas tulajdonságait vizsgálva nagyon eltérõ viselkedést tapasztalhattak. A szelepgumi vízben történõ áztatása jelentõsen megváltoztatta a gumi tulajdonságait, de a hõmérséklettõl és a levegõ páratartalmától is függtek azok. Többen megfigyelték, hogy a gumi ,,elõélete'' is hatással van a gumira, továbbá a megnyújtott gumi lassan tovább nyúlik: órákon (sõt napokon!) keresztül változtatja a hosszát anélkül, hogy a terhelés nagyságát növelnénk. Mindezek azt mutatják, hogy a gumi nagyon bonyolult, furcsa viselkedésû anyag, melynek vizsgálata a szokásosnál nagyobb körültekintést, kísérletezõi leleményességet kíván.
Friedl Zita (Sopron, Széchenyi I. Gimn., I.o.t.) az iskolai fizikaszertárból kölcsönkért rugós erõmérõvel mérte a saját maga által kifejtett húzóerõt, a megnyúlást pedig a szoba falához erõsített mérõrúdon olvasta le. Mérési adatai szerint a gumiszál megnyúlása nem áll egyenes arányban a húzóerõvel, tehát nem követi a Hooke-törvényt. A beáztatott és a ,,normális'' szelepgumi viselkedése között nem tapasztalt számottevõ különbséget. Keszler György (Sümeg, Kisfaludy S. Gimn., III.o.t.) megfigyelte, hogy a megnyújtott gumi maradandó alakváltozást szenvedett: a terhelés megszünte után csak kb. 5 perc múlva nyerte vissza az eredeti hosszát. Megfigyelte az ,,utónyúlás'' jelenségét, vagyis azt, hogy a súly felrakása utáni gyors alakváltozást egy sokkal lassabb, elhúzódó megnyúlás is követi, melynek mértéke és üteme észrevehetõen függ a terhelés nagyságától. Megyeri Ágnes (Monor, József A. Gimn., II.o.t.) csavaranyákból állított össze súlysorozatot, s azokkal vizsgálta az elõzõleg 24 óra hosszat hûtõszekrényben tartott, 7 o C-os vízben áztatott, illetve a ,,hõkezelés'' nélküli szelepgumi megnyúlását. Azt tapasztalta, hogy kis terheléseknél a megnyúlás arányos a terheléssel, de nagyobb erõknél jelentõsen eltér a lineáris viselkedéstõl. A hõkezelt gumiknál a megnyúlást kisebbnek mérte, s a megfigyelése szerint a lineáris szakasz is lerövidült, továbbá a maradandó alakváltozás is kisebb volt.
A mérési eredmények olyan erõsen szórtak és a megfigyelt kvalitatív tulajdonságok is olyan nagy eltérést mutattak, hogy egyik dolgozatban szereplõ adatokat sem merjük hivatalos megoldásként ismertetni. A megoldások értékelésénél a megfigyelések alaposságát, a mérési adatok mennyiségét és azok kiértékelésének gondosságát vettük csak figyelembe, az eredmények összevetésének és ,,a helyes megoldás'' ismertetésének - a körülmények és a vizsgált anyagok különbözõsége miatt - nem látjuk értelmét.
